GB/T 21548-2008 光通信用高速直接调制半导体激光器的测量方法

ICS31．260

M31

镭亘

中华人民共和国国家标准

21

GB／T

光通信用高速直接调制

半导体激光器的测量方法

ofthesemiconductorlasers

Methodsofmeasurement

highspeed

modulatedforfibercommunication

directlyopticalsystems

2008-03-3

1发布

宰瞀鹘鬻瓣訾矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会“”1

21548--2008

GB／T

目次

前言……………·……………·…··……·…‘…‘…………Ⅲ

引言……………………··…··……………Ⅳ

1范围…………………··········………···1

2规范性引用文件…………·………··…·………………1

3缩略语、符号、术语和定义……·…·……·····…··……·……····……．．1

·-·-··-·-···…·-·…8

4分类…………··…···…·……·…·…·…·…………··-…·-……····-·-

5测量方法……………······················9

附录A(规范性附录)载噪比的测量方法…………···…·-t…………20

附录B(规范性附录)组合二阶互调和组合三阶差拍的测量方法………………一·………………21

附录C(资料性附录)激光器组件可靠性试验分类和试验方法…··…t……·……“22

·-·····……·…··24

附录D(资料性附录)激光器组件产品检验方法(或规则)………··

21548—2008

GB／T

刖舌

本标准是根据我国光通信用高速数字直接强度调制半导体激光器及其组件的实际研制和使用情况

而制定的。

附录A、附录B是规范性附录，附录C、附录D是资料性附录。

本标准中的跗录C非等效采用了美国标准TelcordiaGR一468-CORE中表6“激光组件的可靠性试

验要求”，但作了部分修改；其修改如下：

——根据我国实际情况，删去了表6中热冲击和内部湿度试验项目；

——由于本标准主要是规定光通信用激光器及其组件的测量方法，不涉及要求。因此删去了表6中

抽样及失效判椐规定。

本标准还参考了：

1111．2--2001320

YD／TSDH光发送／光接收模块技术要求——2．488Gb／s光发射模块。

本标准由中华人民共和国信息产业部提出。

本标准由信息产业部(通信)归口。

本标准起草单位：武汉邮电科学研究院。

本标准主要起草人：丁国庆、郑林、丁方肪。

Ⅲ

21548--2008

GB／T

引言

随着微电子、光电子器件所用材料、制作技术、工艺设备和检测设备的不断进步，光通信用半导体激

光器的性能指标、可靠性水平日益提高。应变量子阱分布反馈激光器的出现，标志着激光器水平达到了

nm，上升、下降时间可小于

新的高度。这种激光器阈值可达亚毫安量级，动态光谱线宽可小于0．1

0．3ns、一3

强度调制。它具有性能优越、调制简单、成本较低等特点，在SDH、WDM、以太网等光通信系统中具有

广泛的应用。

目前，国内还没有一个关于光通信用高速脉码直接强度调制半导体激光器及其组件测量方法的规

范性文件。虽然1993年有一个光通信行业标准YD／T701一1993(半导体激光二极管组件测试方法》，

但它主要描述和规范激光二极管的直流参数及测试，没有涉及高速脉码直接强度调制情况下激光器及

其组件的光电特性测量问题。为此，制定一个高速脉码直接强度调制半导体激光器及其组件测量方法

的规范性文件，是非常必要的。它可用于激光器及其组件的光电特性测量、产品检验和质量等级评

对高速脉码直接强度调制激光器及其组件而言，除一般光电特性外，其高速动态特性无疑是非常重

要的。它包括动态光谱特性、光功率一驱动电流非线性特性、调制特性、噪声特性、频率啁啾效应等。本

标准对激光器及其组件主要技术参数进行了定义(或描述)、分类，重点对高速脉码直接强度调制下的光

电特性测量方法进行了规定。

Ⅳ

21548—2008

ca／T

光通信用高速直接调制半导体激光器的测量方法

{范围

本标准规定了高速(622Mbit／s～10Ghit／s)脉码光纤通信系统中采用非归零码直接强度调制半导

体激光器(主要是多量子阱分布反馈激光器)及其组件的术语、定义、分类、主要技术参数测量方法。此

外，考虑到激光器测量方法以及相关试验、检验方法的完整性，作为附录，也规定了激光器在模拟系统中

常用的几个参数的测量方法以及可靠性试验方法和产品检测方法(或规则)。

本标准适用于SDH、WDM、以太网等高速脉码光纤通信系统中所用直接强度调制半导体激光器及

其组件的光电特性测量；模拟光通信系统和其他光系统中激光器及其组件的光电特性测量或检测也可

用作参考。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注目期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修改版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

IEC61000—4—2：

静电放电抗扰度试验(idt

GB／T17626．2—1998电磁兼容试验和测量技术

1995)

17626．31998试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB／T电磁兼容

(idtlEC61000-4—3：1995)

GB／T17626．4—1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

IEC61000—4—4：1995)

(idt

试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

GB／T17626．6—1998电磁兼容

IEC

(idt61000—4-6：1996)

YD／T701～1993半导体激光二极管组件测试方法

767—1995

YD／T同步数字系列设备和系统的光接口技术要求

320

1111．2—2001SDH光发送／光接收模块技术要求一2．488Gh／s光发射模块

YD／T

ITU—T

IEC62007．2光纤系统中所用的半导体光电子器件第g部分测量方法

TelcordiaGR一468一coRE(1998)

用于通信设备中的光电子器件的一般可靠性保证要求

3缩略语、符号、术语和定义

下列缩路语、符号、术语和定义适用于本标准。

3．1缩略语和符号

缩略语英文名称中文名称

或符号

ABWBandwidth模拟带宽

Analog

Ratio)

BERBitErrorRate(or比特差错率

Ratio

CNRCarrier—to—Noise载噪比

CPChirping啁啾(或频率扫动)

Beat组合三次差拍

CTBCompositeTriple

21548--2008

GB／T

CSoSecondOrder

Compositeintermodulatlon

组合二阶互凋

DFBDistributionFeed-Back分布反馈

DIMModulation

DirectlyIntensity直接强度调制

DSLMDynamicMode

SingleLongitudinal动态单纵模

ESDElectrostatic

Discharge静电放电

EXExtinetionRatio消光比

FWHMFullWideatHall

Maximum半高全宽度

LDLaserDiode激光器(或激光二极管)

MLMedianLife中值寿命

MLMMode

Multi-Longitudinal多纵模

MQW—DFBQuantumWellDistribution

MultipleFeed—Baek

多量子阱分布反馈

Non

NRZReturntoZero非归零

OISIsolation

Optical光隔离

0MAModulation

OptiealAmplitude光调制幅度

ORLReturnLOSS

Optical光回损

PCMPulse-CodeModulation脉码调制

P—JPowerVS．CurrentCurve

Optical光功率一电流曲线

PIN—PDPIN-PhotodiodePIN型光探测器

PRBSPseudoRandom

BinarySequence伪随机码序列

RINRelativeNoise

Intensity相对强度噪声

SDHSynchronous

DigitalHierarchy同步数字序列

SMSRSideModeRatio

Suppression边模抑制比

TEError

Tracking跟踪误差

TECThermo-ElectricCooler制冷器

WDMDivision

WavelengthMultiple波分复用

LpqCurrent

OpticalPower-Driving

LinearityP-I曲线线性度

jkCurrentatTheKinkofP-IcurveP-I曲线扭折处电流

IthThresholdCurrent阈值电流

Modulation

ImodCurrent调制电流

P。Power

0utputOptical输出光功率

SIoftheP-IofLD

Linearity激光器P-I曲线线性度

SnReflectionCoefficientofSparameter反射系数

SzlTransmissionCoeffieientofSparameter传输系数

T。Case

operating

Temperature管壳温度

time

tf／￡fRise／Fallbetween(10～90)％ofmaximum

上升／下降时闯

UfForwardatratedLD

voltageof

power激光器正向电压

AcCentral

Wavelength中心波长

△^WidthofLD

OpticalSpectrum激光器光谱宽度

3．2术语和定义

3．2．1

andLD

半导体激光器及其组件LDassembly

InP)制作的激光器，称为半导体激光器。它主要由有源层、光波导层、光谐振腔和电接触层构成。这种

2

GB／T

结构实际上是激光器管芯(或芯片)。

100

相对于波长为980nm以下的激光器而言，通常把辐射中心波长在1nm以上的激光器称为长

波长激光器。

激光器管芯不便测试和使用。只有制成组件才能应用和测试。由半导体激光器、背光探测器、微透

镜、光隔离器、耦合光纤、外围电路元件、管壳等组成的混合集成件，称为半导体激光器组件。

3．2．2

distributedfeed-backlaser

多量子阱一分布反馈激光器multiplequantum-well

有源层为多个量子阱(MQW)结构、光波导层为分布反馈(DFB)结构的激光器。

所谓多个量子阱结构，通常指每层由2～4种元素(或组份)组成且厚度不同的材料交替生长而成的

nm)。按能带隙宽度和薄层厚度不同，薄层分为两

多薄层结构，其薄层厚度小于德布罗意波长(约12

类。一类为阱层，一类为势垒层。有源层具有多个这种结构的激光器，称为多量子阱激光器。它具有阈

值电流低、光谱宽度窄、温度特性好等一系列优点。

所谓分布反馈结构，是指材料组分呈空问周期性分布、从而使折射率