电吸收调制激光器EML TOSA仿真思路总结
本文摘要（由AI生成）：
文章主要介绍了电吸收调制激光器EML的工作原理、封装设计以及性能评估。EML通过单片集成EA调制器和DFB激光器，解决了DFB激光器在高频调制下由啁啾引起的光谱展宽及频响的张弛振荡现象，同时降低了成本并减小了封装尺寸。在封装设计过程中，需要考虑传输线匹配、反射以及高频损耗等，以达到在整个频率响应带宽范围内的响应度平坦、抖动最小，同时带宽又足够大。在性能评估方面，需要关注器件的微波特性，包括阻抗匹配、反射以及loss(3dB bandwidth)，以及整体器件的EO response以及输出眼图。最后，文章给出了仿真和实测的数据对比图，并推荐了祝宁华的《光电子器件微波封装和测试》一书作为参考资料。
写在文章之前：
“我上午看了下文章的阅读量，发现关于ANSYS软件操作或者仿真细节的文章看的人都比较少，尽管所有文章的阅读量都少的可怜，可能还是太低级了，不值得一看，因此后面公 众号关于软件操作细节的东西，不再更新，我偷偷的记在有道云笔记上。我仔细想下也对，发表跟软件有关的东西，跟公 众号名字有点文不对题，后面尽量更新与光模块光器件仿真相关的文章。”
下面进入废话时间，抄袭别人的总结，（详细可以去看下祝宁华的光器件微波封装一书）
当EA调制器与DFB激光器进行单片集成，形成电吸收调制激光器EML时，既解决了DFB激光器在高频调制下由啁啾引起的光谱展宽及频响的张弛振荡现象，在调制器和激光器间获得高的耦合效率和调制光的高输出功率，又降低了成本并减小了封装尺寸，因此，具有广阔的应用前景。
EA调制器的工作过程是：通过改变调制器的偏压，使多量子阱的吸收边发生变化，进而改变光束的通断，实现调制。当调制器无偏压时，光束处于通的状态，输出功率最大；随着调制器偏压的增加，多量子阱的吸收边移向长波长，原光束波长处于吸收系数变大，调制器成为断的状态，输出功率最小。这样EA调制器像一个开关，让光通过或把光关断，实现对DFB激光器出光的高速调制，参考下图，由调制电压Ueam来控制调制器的通断。
尽管EML TOSA的封装类型有差别，但其基本功能一致，都是通过高频接头和高频管脚对EA调制器输入高频调制信号，其他管脚分别连着温控TEC及DFB激光器光功率控制电路。
因为EA调制器和EML均属于高频器件，在封装设计过程中必须考虑传输线匹配、反射以及高频损耗等，以达到在整个频率响应带宽范围内的响应度平坦、抖动最小，同时带宽又足够大。所以当EML应用在10Gbps或更高速率的光传输系统中，必须从微波设计方面进行更多的考虑。
进入正文：
上面祝大神已经说了，在器件封装耦合的过程中，我们要关注器件的微波特性，也就是阻抗匹配，反射以及loss（3dB bandwidth）这些，但是光器件毕竟涉及到光电转换效应，我们要继续分析整体器件的EO response以及输出眼图，这两个指标是器件封装结束后，评判其性能好坏的重要指标。
高频仿真是纯电的东西，不涉及光的特性，那么如何在纯电的仿真中表征器件的光电转换效应，就是一个比较难的问题。不过这也不是我们的难题，很多前辈老英雄已经帮你搞定了，就是利用EA调制器的小信号模型，参考下图：
当拿到EA调制器的模型后，另外一个问题，就是如何观察EO响应带宽，不过这也不是问题，祝大神给你讲的清清楚楚了，只要做个AC simulation即可，至于怎么做AC simulation，这个软件层面的东西，就不讲了，参考下图：
最后要做整个通道的级联仿真，在祝大神的书里面，他用的是全套ADS的电路仿真，提取封装中各部分的RLGC寄生参数，因为他那个年代3D model仿真技术还不成熟，都到了2019年了，建议直接建模3D model提取封装的S参数会比较准确哦。
既然方法已经知道了，EA的等效电路也有了，那么就来看下仿真和实测的数据的对比图吧。
仿真器件的响应带宽为21.37GHz，输出眼图SNR=15.2dB，实测器件光眼图SNR=15.94dB，margin 48%，已经相当好了。
来啊，快来下订单吧，供不应求哦。
更多资料请参考祝宁华：《光电子器件微波封装和测试 》
