申明:本文讲的等效电路模型指的是小信号的模型,大信号模型跟小信号模型其实还是有些差异的。
很多人拿到DFB laser的等效电路模型后,不知道怎么样来正确的使用该模型,根源还是在于不了解DFB laser的高频特性,或者说没有直接测试过DFB laser的S参数吧。
DFB laser的S参数测试,需要使用到VNA(矢量网络分析),有一点大家要注意,VNA只能识别电信号,而给DFB laser加载调制信号,它发出的光信号,VNA是没法接收和识别,因此需要用到一个PD来将该光信号转换为电信号,这样VNA才可以进行E-E(电对电)的测试,因此整个DFB laser的测试,其实包含一个EO-OE(电转换为光—光转换为电)的转换过程,简易示意图如下:
因此对于DFB laser,它的S参数包含:
port 1的S11(反射参数);
port1-2之间的传输参数S21,也叫做芯片的EO参数(EO response),S21=port 2接收到的电信号与port1的电信号之比,而port 2接收到的电信号大小又取决于LD的调制效率以及PD的响应度。
只有对DFB laser的S11和S21特性有直观的了解,并深入了解其原因,才能正确的使用它的等效电路模型,我们知道在不同的偏置电流Ibias下,LD的输出光功率是不一样的,那么在不同的Ibias下,其高频S参数又将如何变化呢?
关于这一部分内容,在祝宁华的《光电子器件微波封装》一书page35~39中有一些图表说明,但是书中没给出具体的电路仿真原理图,只给了一个通用的laser模型,也给出了仿真曲线拟合出来的具体RLC值,如下:
下面展示ADS仿真曲线和书中曲线的对比:
首先是S11的幅度和相位的比较
接下来是S21的曲线对比
从上面2图的对比可以知道,ADS仿真结果跟书中的结果是非常接近的,说明当前的电路仿真原理图是正确的