高帶寬激光器芯片的多種測量方法

11/13/2023，光纖在線訊，數據通信的帶寬現在變得越來越高，交換機從25.6T向51.2T發展，光模塊從400G向800G過度，這些變化也會讓相應的芯片器件帶寬大幅度的提高，以光模塊為例子如DSP、驅動、激光器、TIA及PD等等都發生了巨大的變化。



     MultiLane作為高速數據通信方案供應商，當然也有相應的一些測試應對方案供工程師們參考。在之前RF driver及TIA的測試方案已經有做相關測試方案介紹，這次主要針對激光器芯片EML、Vcsel等的測試來做一些簡單的分享。

     EML及Vcsel激光器芯片本身內置了調制器，對于高速率信號傳輸對調制帶寬的要求就很高同時涉及電光轉換，所以測試的復雜程度比RF driver和TIA要大一些。我們可通過測量S21來看激光器芯片的帶寬特性，如下圖可使用MultiLane的ML4035-TDR或其他網分進行S21的測量，因為激光器芯片是做電光轉換的，所以出來的光信號需要一個參考接收器轉換成電信號回到ML4035 TDR端或VNA的端口。



     這個框圖看似簡單，其實重點在于鏈路的校準，一般在整個測試鏈路中會包括射頻線纜、探針或EVB的連接器、PCB走線以及放大器、衰減器、Bias-Tee、參考接收器等等，這些部分都是有S21的，所以在整個鏈路中要得到真實激光器芯片必須要加入相關部件的去嵌參數，才能獲得準確結果。

    當然激光器芯片的帶寬性能也可以通過光眼圖來做對比測量，這就是基于時域的測量方法，在這里我們需要一個的碼型發生器或者是任意波形發生器，MultiLane的ML4079EN 800G壓力眼誤碼儀和ML4001-AWG任意波形發生器都是可以發出1V以上的電信號。



     如果信號源幅度不夠的情況下，就需要在信號源前端加入線性驅動等器件驅動激光器芯片，如果輸入電信號太小，會影響最終光眼圖的測試質量，所以一般需要進到EML或Vcsel等激光器芯片的電信號幅度大一些。從圖中我們可以看出整個測試鏈路也有很多的相關器件和部件，與ML4035-TDR或VNA測量帶寬一樣，這些器件和部件都是需要在光采樣示波器上面去做去嵌的，MultiLane的ML4015D和第三代ML4015E光采樣示波器都具備去嵌功能，只要將相關S4P或S2P文件代入即可。



     當然在測試過程當中也會碰到相關的校準去嵌等等相關的問題，這其實都是可以用不同的方法一一解決。
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