DIN EN 62007-2-2009 Semiconductor optoelectronic devices for fibre optic system applications - Part 2 Measuring methods (IEC 62007-2 2009) German version EN 62007-2 2009《光纤系统用半导体光电.pdf

1、September 2009DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 19DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS

2、31.260; 33.180.99!$Yl“1540473www.din.deDDIN EN 62007-2Optoelektronische Halbleiterbauelemente fr Anwendungen inLichtwellenleitersystemen Teil 2: Messverfahren (IEC 62007-2:2009);Deutsche Fassung EN 62007-2:2009Semiconductor optoelectronic devices for fibre optic system applications Part 2: Measuring

3、 methods (IEC 62007-2:2009);German version EN 62007-2:2009Dispositifs optolectroniques semiconducteurs pour application dans les systmes fibres optiques Partie 2: Mthodes de mesure (CEI 62007-2:2009);Version allemande EN 62007-2:2009Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsat

4、z frDIN EN 62007-2:2001-06Siehe jedoch Beginn derGltigkeitwww.beuth.deGesamtumfang 38 SeitenDIN EN 62007-2:2009-09 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2009-02-01 angenommene EN 62007-2 gilt als DIN-Norm ab 2009-09-01. Daneben darf DIN EN 62007-2:2001-06 noch bis 2012-02-01 angewendet werden. N

5、ationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 62007-2:2007-11. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium UK 412.2 Komponenten fr Kommunikationskabelanlagen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene

6、 IEC-Publikation wurde vom SC 86C Fibre optic systems and active devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation ang

7、egeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis a

8、uf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusamme

9、nhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwe

10、rk aufgenommen. nderungen Gegenber DIN EN 62007-2:2001-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) die Beschreibungen, die sich auf analoge Kenndaten bezogen, sind entfernt worden; b) einige Definitionen und Formeln wurden berarbeitet und dadurch mit anderen Normen aus SC 86C harmonisiert. Frhere A

11、usgaben DIN 41791-14: 1980-07 DIN 41855-2:1983-02 DIN 44020-1: 1961-01,1971-05 DIN 44021-1: 1958-07 DIN 44021-2: 1958-07 DIN 44028-3: 1962-06,1978-02 DIN 44028-4: 1971-10, 1972-01 DIN IEC 60747-5: 1988-12 DIN EN 62007-2: 2001-06 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 62007-2 Mrz 2009 I

12、CS 31.080.01; 31.260; 33.180.01 Ersatz fr EN 62007-2:2000Deutsche Fassung Optoelektronische Halbleiterbauelemente fr Anwendungen in Lichtwellenleitersystemen Teil 2: Messverfahren (IEC 62007-2:2009) Semiconductor optoelectronic devices for fibre optic system applications Part 2: Measuring methods (I

13、EC 62007-2:2009) Dispositifs optolectroniques semiconducteurs pour application dans les systmes fibres optiques Partie 2: Mthodes de mesure (CEI 62007-2:2009) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2009-02-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu er

14、fllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELE

15、C-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mit

16、geteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den N

17、iederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardizat

18、ion Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2009 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 62007-2:2009 DDIN EN 62007-2:2009-09 EN

19、 62007-2:2009 Vorwort Der Text des Schriftstcks 86C/868/FDIS, zuknftige 2. Ausgabe von IEC 62007-2, ausgearbeitet von dem SC 86C Fibre optic systems and active devices“ des IEC/TC 86 Fibre optics“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2009-02-01 als EN 62007-2 a

20、ngenommen. Diese Europische Norm ersetzt EN 62007-2:2000. EN 62007-2:2009 beinhaltet die folgenden signifikanten technischen nderungen zu EN 62007-2:2000: die Beschreibungen, die sich auf analoge Kenndaten bezogen, sind entfernt worden; einige Definitionen und Formeln wurden berarbeitet und dadurch

21、mit anderen Normen aus SC 86C harmonisiert. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2009-11-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der

22、 EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2012-02-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 62007-2:2009 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literatur

23、hinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 61300 ANMERKUNG Harmonisiert in der Reihe EN 61300 (nicht modifiziert). IEC 61315 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61315:2006 (nicht modifiziert). ISO 1101 ANMERKUNG Harmonisiert als EN ISO 1101:2005 (nicht modifiziert

24、). 2 DIN EN 62007-2:2009-09 EN 62007-2:2009 Inhalt SeiteVorwort .2 Einleitung5 1 Anwendungsbereich.5 2 Normative Verweisungen .5 3 Begriffe .5 3.1 Benennungen .5 3.2 Abkrzungen 6 4 Messverfahren fr emittierende Bauelemente .6 4.1 bersicht ber die Messverfahren .6 4.2 Strahlungsleistung oder Vorwrtss

25、trom von LED und LD mit oder ohne Anschlussfasern.6 4.3 Kleinsignal-Grenzfrequenz (fc) von LED und LD mit oder ohne Anschlussfasern.7 4.4 Schwellenstrom von LD mit oder ohne Anschlussfasern.8 4.5 Relative Rauschintensitt von LED und LD mit oder ohne Anschlussfasern 10 4.6 S11-Parameter von LED, LD u

26、nd LD-Modulen mit oder ohne Anschlussfasern11 4.7 Temperaturabweichung (en: tracking error) eines LD-Moduls mit Anschlussfasern, mit oder ohne Khler 12 4.8 Spektrale Linienbreite einer Laserdiode mit oder ohne Anschlussfasern14 4.9 Modulationsstrom bei einer Effizienzkompression (IF(1 dB) von 1 dB v

27、on LED 16 4.10 Differentieller Wirkungsgrad (d) einer Laserdiode mit oder ohne Anschlussfasern und einem LD-Modul .18 4.11 Differentieller (Vorwrts-)Widerstand rdeiner LD mit oder ohne Anschlussfasern19 5 Messverfahren fr Empfnger21 5.1 bersicht ber die Messverfahren .21 5.2 Rauschen einer PIN-Photo

28、diode21 5.2 berschuss-Rauschfaktor einer APD mit oder ohne Anschlussfasern23 5.4 Kleinsignal-Grenzfrequenz einer Photodiode mit oder ohne Anschlussfasern24 5.5 Multiplikationsfaktor einer APD mit oder ohne Anschlussfasern .26 5.6 Empfindlichkeit von PIN-TIA-Modulen .27 5.7 Ebenheit des Frequenzgange

29、s (S/S) von PIN-TIA-Modulen 29 5.8 (Spektrale) Ausgangsrauschleistungsdichte Pno,eines PIN-TIA-Moduls.30 5.9 (Spektrale) Niederfrequenz-Ausgangsrauschleistungsdichte (Pno,LF) und Eckfrequenz (fcor) eines PIN-TIA-Moduls32 5.10 Kleinste nachweisbare Leistung eines PIN-TIA-Moduls 33 Literaturhinweise 3

30、5 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen 36 3 DIN EN 62007-2:2009-09 EN 62007-2:2009 SeiteBilder Bild 1 Messaufbau fr die Messung der Strahlungsleistung und des Vorwrtsstromes von LED und LD 7 Bild 2 Schaltbild

31、fr die Messung der Kleinsignal-Grenzfrequenz von LED und LD.8 Bild 3 Schaltbild fr die Messung des Schwellenstroms einer LD.9 Bild 4 Grafische Darstellung fr die Bestimmung des Schwellenstroms von Lasern9 Bild 5 Schaltbild zur Messung der relativen Rauschintensitt (RIN) von LED und LD10 Bild 6 Schal

32、tbild zur Messung des S11-Parameters von LED, LD und LD-Modulen.11 Bild 7 Kathode bzw. Anode der Laserdiode mit dem Gehuse verbunden.13 Bild 8 Ausgangsstrahlungsleistung als Funktion der Zeit14 Bild 9 Ausgangsstrahlungsleistung als Funktion der Gehusetemperatur14 Bild 10 Schaltbild zur Messung der s

33、pektralen Linienbreite von LD .15 Bild 11 Schaltbild fr die Messung einer Effizienzkompression von 1 dB von LD 16 Bild 12 Verlauf log U2in Abhngigkeit von log I117 Bild 13 Schaltbild fr die Messung der differentiellen Ausbeute einer LD.18 Bild 14 Stromverlauf fr die Messung der differentiellen Ausbe

34、ute.18 Bild 15 Schaltbild fr die Messung des differentiellen Widerstands19 Bild 16 Stromverlauf fr die Messung des differentiellen Widerstands .20 Bild 17 Schaltbild fr die Messung des Rauschens eines PIN-Photoempfngers 21 Bild 18 Schaltbild fr die Messung des Rauschstroms mit Synchronerfassung .22

35、Bild 19 Schaltbild fr die Messung des Rauschstroms einer APD23 Bild 20 Schaltbild fr die Messung der Kleinsignal-Grenzfrequenz einer Photodiode 25 Bild 21 Schaltbild fr die Messung des Multiplikationsfaktors einer APD .26 Bild 22 Diagramm der Messung von IR1und IR227 Bild 23 Schaltbild fr die Messun

36、g der Empfindlichkeit eines PIN-TIA-Moduls 28 Bild 24 Schaltbild fr die Messung der Ebenheit des Frequenzganges eines PIN-TIA-Moduls .29 Bild 25 Schaltbild fr die Messung der spektralen Ausgangsrauschleistungsdichte eines PIN-TIA-Moduls unter den Bedingungen eines angepassten Ausgangs.31 Bild 26 Sch

37、altbild fr die Messung der (spektralen) Ausgangsrauschleistungsdichte eines nicht bestrahlten PIN-TIA-Moduls in dem Niederfrequenzbereich32 Bild 27 Kurvenverlauf von Umin Abhngigkeit von der Frequenz.33 Bild 28 Schaltbild zur Messung der kleinsten nachweisbaren Leistung eines PIN-TIA-Moduls bei fest

38、gelegter Bitfehlerquote (BER) oder festgelegtem Trger-Rausch-Verhltnis (C/N).34 4 DIN EN 62007-2:2009-09 EN 62007-2:2009 Einleitung Halbleitersender und -empfnger fr optische Signale spielen in optische Informationsnetzen eine bedeutende Rolle. In dieser Norm werden Messverfahren fr die optischen un

39、d elektrischen Eigenschaften von Bauelementen behandelt, die fr digitale Kommunikationssysteme vorgesehen sind. Diese Eigen-schaften sind fr Angabe ihres Betriebsverhaltens von Bedeutung. 1 Anwendungsbereich In diesem Teil von IEC 67002 werden die Messverfahren fr optoelektronische Halbleiterbauelem

40、ente beschrieben, die in Lichtwellenleitersystemen und -teilsystemen Anwendung finden. Alle Lichtwellenleiterfasern und -kabel, die in den Normenreihen IEC 60793 und IEC 60794 definiert sind, sind anwendbar. Ebenso knnen alle Lichtwellenleiter-Steckverbinder, die in der Normenreihe IEC 60874 definie

41、rt sind, angewendet werden, wenn eine Anschlussfaser mit einem LWL-Steckverbinder abgeschlossen werden soll. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatie

42、rten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60050-731:1991, International Electrotechnical Vocabulary Chapter 731: Optical fibre communication IEC 60793 (alle Teile), Optical fibres IEC 60794 (alle Teile), Optical fibre cables IEC

43、60874 (alle Teile), Connectors for optical fibres and cables 3 Begriffe und Abkrzungen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe und Abkrzungen. 3.1 Begriffe 3.1.1 PIN-Photodiode Photodiode, in der ein grerer, zwischen der P- und der N-dotierten Halbleiterschicht eingebetteter,

44、 eigen-leitender Bereich als Empfnger optischer Strahlung verwendet wird IEV 731-06-29 3.1.2 Avalanche-Photodiode Photodiode, die mit einer Vorspannung betrieben wird, so dass der ursprngliche Photostrom durch eine kumulative Vervielfachung der Ladungstrger verstrkt wird IEV 731-06-30 3.1.3 Lichtwel

45、lenleiter-Anschlussfaser kurzes Lichtwellenleiter- oder Kabelstck, das dauerhaft an einem zu messenden Bauteil angebracht ist 5 DIN EN 62007-2:2009-09 EN 62007-2:2009 3.2 Abkrzungen LED lichtemittierende Diode LD Laserdiode PD Photodiode TIA Transimpedanzverstrker APD Avalanche-Photodiode 4 Messverf

46、ahren fr emittierende Bauelemente 4.1 bersicht ber die Messverfahren Die LED und LD besitzen verschiedene optoelektronische Eigenschaften. Einige von ihnen sind wichtige Spezifikationen fr ihren Einsatz in optischen Kommunikationssystemen. In den folgenden Abschnitten werden die Messverfahren fr ihr

47、e optoelektronischen Eigenschaften beschrieben. Jeder Abschnitt enthlt die folgenden Punkte: a) Zweck; b) Messeinrichtung“ oder Schaltbild“ fr die Messung; c) Beschreibung der Einrichtung und Anforderungen“ oder Schaltungsbeschreibung und Anforderungen“; d) Zu beachtende Vorsichtsmanahmen; e) Messve

48、rfahren; f) Festgelegte Bedingungen 4.2 Strahlungsleistung oder Vorwrtsstrom von LED und LD mit oder ohne Anschlussfasern a) Zweck Messung der Strahlungsleistung eoder des Vorwrtsstroms IFvon lichtemittierenden Dioden (LED), und Laserdioden mit oder ohne Anschlussfasern unter festgelegten Bedingunge

49、n. b) Messeinrichtung Der Messaufbau fr die Messung der Strahlungsleistung und des Vorwrtsstroms von LED und LD ist in Bild 1 dargestellt. 6 DIN EN 62007-2:2009-09 EN 62007-2:2009 Bild 1 Messaufbau fr die Messung der Strahlungsleistung und des Vorwrtsstroms von LED und LD c) Beschreibung der Einrichtung und Anforderungen Die vo