光电子器件，如电光调制器和光电探测器，是光通信链路的核心器件。在高速宽带应用中，光电子器件频响特性直接决定光链路的性能，因此，对光电子器件频响参数的测试是器件表征和系统优化的基础。光电子器件频响特性参数测试可分为光学和电学两类方法。电光调制器光学测试一般采用光谱仪，受到波长分辨率限制，频率分辨率不高。光电探测器光学测试一般采用双波长光源或者自发辐射光源，受到波长漂移或拍频线宽限制，频率分辨率也不高。为了提高分辨率，广泛采用电谱扫频法，但是该方法只能测量电光调制器和光电探测器的级联频响参数，必需复杂的额外校准才能获得单个器件的独自频响参数。

针对该问题，电子科技大学刘永教授、张尚剑教授课题组提出了基于低速光学采样的高频测试方法，用于分别获得高速光链路中电光调制器和光电探测器的独自频响参数。该方法采用低重频采样脉冲入射到光链路中的被测电光调制器和光电探测器，将电光调制信号下变频采样至第一奈奎斯特频率（< 50 MHz），提取出被测电光调制器的调制系数和半波电压，摆脱光电探测器的影响；之后，通过空载调制得到被测光电探测器的频响参数，摆脱电光调制器的影响。实验采用96.9 MS/s锁模脉冲源同时实现了两种器件在50 GHz范围内的高频测试，无需破坏光链路进行额外校准。该方法借助超宽频谱采样脉冲不仅实现了电光调制器和光电探测器的独立测试，也极大地扩展了测量光电子器件的频率范围（> 100 GHz），并为光链路中光电子器件在线表征提供了新方案。

High-frequency characterization of high-speed modulators and photodetectors in a link with low-speed photonic sampling

Mengke Wang, Shangjian Zhang, Zhao Liu, Xuyan Zhang, Yutong He, Yangxue Ma, Yali Zhang, Zhiyao Zhang, Yong Liu

J. Semicond. 2021, 42(4): 042303

doi: 10.1088/1674-4926/42/4/042303

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