什么是高速激光器呢？高速激光器有兩個(gè)功能，第一個(gè)基本功能是能夠發(fā)射激光；第二個(gè)是能夠調(diào)制，將寬帶高頻信號(hào)加載到激光上發(fā)射出去。不同于激光器加調(diào)制器的方式，直調(diào)高速激光器沒(méi)有外調(diào)制時(shí)帶來(lái)的插損，同時(shí)功耗更低。高速半導(dǎo)體激光器是高速光電子器件的典型代表，被譽(yù)為光通信和光網(wǎng)絡(luò)的“心臟”。高速半導(dǎo)體激光器可實(shí)現(xiàn)激光發(fā)射和光強(qiáng)度調(diào)制雙重功能。將微波信號(hào)加載到光波，可以實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)低損耗長(zhǎng)距離傳輸。

對(duì)于高速激光器，通常要分析靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。靜態(tài)特性是功率與電流關(guān)系（P-I曲線），而動(dòng)態(tài)特性是不同頻率和不同驅(qū)動(dòng)電流下的響應(yīng)特性。當(dāng)偏置電流超過(guò)某一個(gè)閾值的時(shí)候激光器就發(fā)光，不斷增大電流直到光功率飽和甚至可能會(huì)下降。真正工作的區(qū)域是其中的線性區(qū)域，斜率越高對(duì)應(yīng)的響應(yīng)度越高。但是對(duì)于 高速激光器，僅僅關(guān)注靜態(tài)特性是不夠的，我們必須知道其動(dòng)態(tài)特性，也就是在不同頻率下的動(dòng)態(tài)P-I曲線。當(dāng)頻率低于某一個(gè)值時(shí)，激光器是可以正常工作的，隨著頻率的提高，P-I曲線的斜率慢慢下降。根據(jù)這個(gè)動(dòng)態(tài)的P-I曲線，可以看到激光器在不同頻率下、不同功率下的響應(yīng)特性，由此可以知道激光器的最佳工作點(diǎn)，并對(duì)激光器的某些特性進(jìn)行優(yōu)化。與其他類型的激光器調(diào)制方式（LiNbO3調(diào)制器，電吸收調(diào)制器）相比較，直調(diào)制激光器具有較好的響應(yīng)線性度。因?yàn)長(zhǎng)iNbO3調(diào)制器的響應(yīng)函數(shù)是cos2，具有很差的線性度；而電吸收調(diào)制器在這方面沒(méi)有規(guī)律，在補(bǔ)償電路上很有困難，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

還有一個(gè)問(wèn)題需要說(shuō)明，大信號(hào)與小信號(hào)的區(qū)別。其實(shí)大信號(hào)和小信號(hào)最大的區(qū)別是信號(hào)的幅度，跟發(fā)射的光功率沒(méi)有關(guān)系。小信號(hào)是指不同頻率下光功率幅度的變化隨信號(hào)的變化，橫坐標(biāo)是頻率；大信號(hào)是指信號(hào)的幅度覆蓋整個(gè)工作范圍，關(guān)注點(diǎn)在于開(kāi)關(guān)比，至于線性度好壞不太關(guān)心。在數(shù)字通信中，我們只關(guān)注大信號(hào)，核心指標(biāo)包括速率，Gb/s，誤碼率，調(diào)制度以及靈敏度。評(píng)價(jià)參數(shù)有誤碼分析（誤碼率、代價(jià)、壓力容限）和眼圖（消光比、眼高、眼寬、Q因子）。通常用到的儀器有誤碼分析系統(tǒng)（發(fā)生器、檢測(cè)、分析儀），還有信號(hào)源，頻譜儀，光功率計(jì)等。在模擬通信中，通常關(guān)注的是小信號(hào)，在不同頻率下的帶寬。評(píng)價(jià)參數(shù)有散射參數(shù)（帶寬、反射系數(shù)），大動(dòng)態(tài)響應(yīng)（1dB壓縮點(diǎn)）以及復(fù)合二階失真。通常用到的儀器有矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀器，信號(hào)源，頻譜儀，光功率計(jì)。在模擬通信中除幅頻響應(yīng)，相頻響應(yīng)也是非常重要的。如果是線性的，可以通過(guò)相位延時(shí)來(lái)修正。在無(wú)線電通信中就有對(duì)應(yīng)的器件來(lái)解決相位的問(wèn)題。那么從光域和電域看，響應(yīng)線性范圍有何區(qū)別呢？激光器輸出光功率線性范圍是10-15mW，探測(cè)器線性響應(yīng)輸入光功率是１μＷ ～１０ｍＷ。光傳輸鏈路線性響應(yīng)范圍應(yīng)該是包括這兩個(gè)范圍的。激光器的輸入是電，輸出是光，而探測(cè)器剛好相反。如果光的響應(yīng)范圍是60dB，那么電域的響應(yīng)范圍則為平方的關(guān)系，是120dB。

審核編輯黃宇