IEC 62007-2:1997
(Main)Semiconductor optoelectronic devices for fibre optic system applications - Part 2: Measuring methods
Semiconductor optoelectronic devices for fibre optic system applications - Part 2: Measuring methods
Describes the measuring methods applicable to the semiconductor devices to be used in the field of fibre optic systems and subsystems.
Dispositifs optoélectroniques à semiconducteurs pour application dans les systèmes à fibres optiques - Partie 2: Méthodes de mesure
Décrit les méthodes de mesure applicables aux dispositifs optoélectroniques à semiconducteurs utilisés dans le domaine des systèmes et sous-systèmes à fibres optiques.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
62007-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1997-09
Dispositifs optoélectroniques à semiconducteurs
pour application dans les systèmes
à fibres optiques –
Partie 2:
Méthodes de mesure
Semiconductor optoelectronic devices
for fibre optic system applications –
Part 2:
Measuring methods
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 62007-2:1997
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sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.
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publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
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Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept under
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
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reconfirmation de la publication sont disponibles dans the publication is available in the IEC catalogue.
le Catalogue de la CEI.
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sement des éditions révisées et aux amendements editions and amendments may be obtained from
peuvent être obtenus auprès des Comités nationaux de IEC National Committees and from the following
la CEI et dans les documents ci-dessous: IEC sources:
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
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• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
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(Accès en ligne)* (On-line access)*
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
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se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
symbols for use on equipment. Index, survey and
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.
Publications de la CEI établies par IEC publications prepared by the same
le même comité d'études technical committee
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à la fin de cette publication, qui énumèrent les this publication which list the IEC publications issued
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d'études qui a établi la présente publication. present publication.
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NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
62007-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1997-09
Dispositifs optoélectroniques à semiconducteurs
pour application dans les systèmes
à fibres optiques –
Partie 2:
Méthodes de mesure
Semiconductor optoelectronic devices
for fibre optic system applications –
Part 2:
Measuring methods
IEC 1997 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved
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– 2 – 62007-2 © CEI:1997
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
Articles
1 Domaine d'application. 8
2 Références normatives. 8
3 Méthodes de mesure pour les photoémetteurs . 8
3.1 Flux énergétique ou courant direct des diodes électroluminescentes, des
diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce 8
3.2 Temps de commutation d'une diode émettrice en infrarouge et d'une diode
électroluminescente avec ou sans fibre amorce . 10
3.3 Fréquence de coupure en petits signaux (f ) des diodes électroluminescentes,
c
des diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans
fibre amorce . 14
3.4 Courant de seuil des diodes laser avec ou sans fibre amorce. 16
3.5 Bruit relatif en intensité des diodes électroluminescentes, des diodes émettrices
en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce . 20
3.6 Temps de commutation d'une diode laser avec ou sans fibre amorce. 22
3.7 Rapport porteuse sur bruit des diodes électroluminescentes, des diodes
émettrices en infrarouge, des diodes laser et d'un module laser avec ou sans
fibre amorce . 26
3.8 Paramètre S des diodes laser, électroluminescentes et émettrices en
infrarouge, des modules laser avec ou sans fibre amorce . 30
3.9 Rapport de contrôle d'un module laser avec fibres amorces, avec ou sans
élément refroidisseur. 34
3.10 Largeur spectrale de mode d'une diode laser avec ou sans fibre amorce. 36
3.11 Courant de modulation correspondant à 1 dB de compression (I )
F(1 dB)
dans les diodes électroluminescentes et les diodes émettrices en infrarouge . 40
3.12 Distorsion d'intermodulation «deux tons» (D ,D ) des diodes électro-
12 21
luminescentes et diodes émettrices en infrarouge . 44
3.13 Longueur d'onde centrale ( λ ) et largeur efficace du spectre (Δλ ) des diodes
eff
laser et des modules à diodes laser . 48
3.14 Distorsions composites des diodes laser ou des modules laser pour les
systèmes ou sous-systèmes de transmission analogique par fibres optiques. 52
3.15 Distorsions de second et de troisième ordres des diodes laser ou des modules
laser pour les systèmes ou sous-systèmes de transmission analogique par
fibres optiques. 58
3.16 Rendement différentiel (η ) d’une diode laser avec/sans fibre amorce
d
ou d'un module laser . 62
3.17 Résistance différentielle r d’une diode laser avec/sans fibre amorce . 64
d
4 Méthodes de mesure pour les dispositifs photosensibles. 66
4.1 Bruit d'une photodiode PIN . 68
4.2 Facteur d'excès de bruit d'une photodiode à avalanche avec ou sans
fibre amorce . 70
62007-2 © IEC:1997 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
Clause
1 Scope. 9
2 Normative references. 9
3 Measuring methods for photoemitters . 9
3.1 Radiant power or forward current of light-emitting diodes (LED), infrared-
emitting diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails . 9
3.2 Switching times of infrared-emitting diode and light-emitting diode with
or without pigtails . 11
3.3 Small signal cut-off frequency (f ) of light-emitting diodes (LED), infrared-
c
emitting diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails . 15
3.4 Threshold current of laser diodes with or without pigtails. 17
3.5 Relative intensity noise of light-emitting diodes (LED), infrared-emitting
diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails . 21
3.6 Switching times of a laser diode with or without pigtails. 23
3.7 Carrier to noise ratio of light-emitting diodes, infrared-emitting diodes,
laser diodes and a laser module with or without pigtails . 27
3.8 S parameter of infrared emitting diodes, light-emitting diodes, laser
diodes, laser modules with or without pigtails. 31
3.9 Tracking error for a laser module with pigtails, with or without cooler . 35
3.10 Spectral linewidth of a laser diode with or without pigtails . 37
3.11 Modulation current at 1 dB efficacy compression (I ) of light emitting
F(1 dB)
diodes (LED) and infrared emitting diodes (IRED). 41
3.12 Two-tone intermodulation distortion (D , D ) of light emitting diodes (LED)
12 21
and infrared emitting diodes (IRED). 45
3.13 Central wavelength ( λ ) and r.m.s. spectrum bandwidth (Δλ ) of laser
rms
diode or laser diode modules. 49
3.14 Composite distortions of laser diodes or laser modules for fibre optic
analogue transmission systems or subsystems. 53
3.15 Second-order and third-order intermodulation distortions of laser diodes
or laser modules for fibre optic analogue transmission systems or subsystems 58
3.16 Differential efficiency (η ) of a laser diode with/without pigtail or
d
a laser module . 63
3.17 Differential (forward) resistance r of a laser diode with/without pigtail . 65
d
4 Measuring methods for sensitive devices. 67
4.1 Noise of a PIN photodiode. 69
4.2 Excess noise factor of an avalanche photodiode with or without pigtails . 71
– 4 – 62007-2 © CEI:1997
Articles Pages
4.3 Fréquence de coupure en petits signaux d'une photodiode avec ou sans
fibre amorce . 74
4.4 Facteur de multiplication d'une photodiode à avalanche avec ou sans
fibre amorce . 76
4.5 Temps de commutation d'une photodiode PIN ou d'une photodiode
à avalanche avec ou sans fibre amorce . 80
4.6 Sensibilité d'un module PIN-FET. 84
4.7 Réponse en fréquence (ΔS/S) d'un module PIN-FET. 88
4.8 Densité spectrale de bruit P en sortie d'un module PIN-FET . 90
no,λ
4.9 Densité spectrale de bruit en basse fréquence (P ) et de la fréquence
no,λ, LF
de remontée du bruit basse fréquence (f ) en sortie d'un module PIN-FET. 94
cor
4.10 Puissance minimale détectable d'un module PIN-FET . 96
Annexe A (informative) – Index des références croisées . 102
62007-2 © IEC:1997 – 5 –
Clause Page
4.3 Small-signal cut-off frequency of a photodiode with or without pigtails. 75
4.4 Multiplication factor of an avalanche photodiode (APD) with or without pigtails 77
4.5 Switching times of a PIN photodiode or an avalanche photodiode (APD)
with or without pigtails . 81
4.6 Responsivity of a PIN-FET module . 85
4.7 Frequency response flatness (ΔS/S) of a PIN-FET module. 89
4.8 Output noise power (spectral) density P of a PIN-FET module. 91
no,λ
4.9 Low frequency output noise power (spectral) density (P ) and corner
no,λ,LF
frequency (f ) of a PIN-FET module . 95
cor
4.10 Minimum detectable power of PIN-FET module. 97
Annex A (informative) – Cross references index. 103
– 6 – 62007-2 © CEI:1997
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
DISPOSITIFS OPTOÉLECTRONIQUES À SEMICONDUCTEURS
POUR APPLICATION DANS LES SYSTÈMES À FIBRES OPTIQUES –
Partie 2: Méthodes de mesure
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 62007-2 a été établie par le comité d'études 47C: Dispositifs
optoélectroniques, d'affichage et d'imagerie, du comité d'études 47 de la CEI: Dispositifs à
semiconducteurs.
Cette première édition remplace partiellement la deuxième édition de la CEI 60747-5 (1992) et
son amendement 1 et constitue une révision technique (voir également l'annexe A: Index des
références croisées).
Elle doit être lue conjointement avec les CEI 60747-5-1, CEI 60747-5-2, CEI 60747-5-3 et la
CEI 62007-1.
Le domaine couvert par cette norme sera désormais placé sous la responsabilité du comité
d'études 86 de la CEI: Fibres optiques.
Le texte de cette norme est issu en partie de la CEI 60747-5 (1992) et son amendement 1 et
en partie des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
86/113/FDIS 86/114/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l’approbation de cette norme.
L'annexe A est donnée uniquement à titre d'information
62007-2 © IEC:1997 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONIC DEVICES
FOR FIBRE OPTIC SYSTEM APPLICATIONS –
Part 2: Measuring methods
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 62007-2 has been prepared by sub-committee 47C: Optoelectronic,
display and imaging devices, of IEC technical committee 47: Semiconductor devices.
This first edition replaces partially the second edition of IEC 60747-5 (1992) and its
amendment 1, and constitutes a technical revision (see also annex A: Cross references index).
It should be read jointly with IEC 60747-5-1, IEC 60747-5-2, IEC 60747-5-3 and IEC 62007-1.
The field of this standard will henceforth be placed under the responsibility of IEC technical
committee 86: Fibre optics.
The text of this standard is based partly on IEC 60747-5 (1992) and its amendment 1 and partly
on the following documents:
FDIS Report on voting
86/113/FDIS 86/114/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report of
voting indicated in the above table.
Annex A is for information only.
– 8 – 62007-2 © CEI:1997
DISPOSITIFS OPTOÉLECTRONIQUES À SEMICONDUCTEURS
POUR APPLICATION DANS LES SYSTÈMES À FIBRES OPTIQUES –
Partie 2: Méthodes de mesure
1 Domaine d'application
Cette partie de la CEI 62007 décrit les méthodes de mesure applicables aux dispositifs
optoélectroniques à semiconducteurs utilisés dans le domaine des systèmes et sous-systèmes
à fibres optiques.
2 Références normatives
Il n'y a pas de références normatives dans cette partie de la CEI 62007.
3 Méthodes de mesure pour les photoémetteurs
3.1 Flux énergétique ou courant direct des diodes électroluminescentes, des diodes
émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer le flux énergétique φ ou le courant direct I des diodes électroluminescentes, des
e F
diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser, avec ou sans fibre amorce, dans des
conditions spécifiées.
b) Appareillage de mesure
Figure 1
c) Description de l'appareillage et exigences
Le rayonnement émis par le dispositif subit de multiples réflexions sur les parois de la
sphère intégrante; cela conduit à un éclairement uniforme de la surface, proportionnel au
flux émis. Un détecteur placé sur les parois de la sphère mesure cet éclairement. Un écran
opaque protège le détecteur du rayonnement direct du dispositif en mesure.
62007-2 © IEC:1997 – 9 –
SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONIC DEVICES
FOR FIBRE OPTIC SYSTEM APPLICATIONS –
Part 2: Measuring methods
1 Scope
This part of IEC 62007 describes the measuring methods applicable to the semiconductor
optoelectronic devices to be used in the field of fibre optic systems and subsystems.
2 Normative references
There are no normative references in this part of IEC 62007.
3 Measuring methods for photoemitters
3.1 Radiant power or forward current of light-emitting diodes (LED), infrared-emitting
diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails
a) Purpose
To measure the radiant power φ or the forward current I of light-emitting diodes (LED),
e F
infrared-emitting diodes (IRED) and laser diodes, with or without pigtails, under specified
conditions.
b) Measuring equipment
Figure 1
c) Equipment description and requirements
The radiation emitted by the device is submitted to multiple reflections from the walls of the
integrating sphere; this leads to a uniform irradiance of the surface proportional to the
emitted flux. A detector located in the walls of the sphere measures this irradiance. An
opaque screen shields the detector from the direct radiation of the device being measured.
– 10 – 62007-2 © CEI:1997
d) Précautions à prendre
Le dispositif en mesure, l'écran et les orifices doivent être petits par rapport à la surface de
la sphère.
La surface interne de la sphère et l'écran doivent être recouverts d'un revêtement diffusant
ayant un coefficient de réflexion élevé et uniforme (0,8 au moins).
L'ensemble sphère-détecteur doit être étalonné.
Il faut faire attention à une modification possible de la longueur d'onde d'émission maximale
et du flux émis du fait de la dissipation de puissance.
Si le dispositif à mesurer fonctionne en impulsions, le détecteur doit indiquer la valeur
moyenne du rayonnement mesuré.
e) Exécution
Introduire le dispositif émetteur entièrement dans la sphère, de façon qu'aucun rayon-
nement direct n'atteigne le détecteur.
Pour la mesure du flux énergétique, le courant direct spécifié I est appliqué au dispositif et
F
le flux énergétique est mesuré sur le photodétecteur.
Pour la mesure du courant direct, un courant est appliqué au dispositif jusqu'à ce que le flux
énergétique spécifié (φ ) soit atteint. La valeur du courant relevée est celle du courant direct
e
recherché.
f) Conditions spécifiées
– Température ambiante ou de boîtier.
– Flux énergétique (lors de la mesure du courant direct).
– Courant direct (lors de la mesure du flux énergétique).
3.2 Temps de commutation d'une diode émettrice en infrarouge et d'une diode
électroluminescente avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer le temps d'établissement t (temps de retard à l'établissement t + temps de
on d(on)
croissance t ), et le temps de coupure t (temps de retard à la coupure t + temps de
r off d(off)
décroissance t ) d'une diode émettrice en infrarouge et d'une diode électroluminescente
f
avec ou sans fibre amorce.
b) Schéma
Figure 2
62007-2 © IEC:1997 – 11 –
d) Precautions to be observed
The device being measured, the screen and the apertures shall be small compared to the
sphere surface.
The inner surface of the sphere and screen shall have a diffusing coating having a high
uniform reflection coefficient (0,8 minimum).
The sphere and detector assembly shall be calibrated.
Change in peak-emission wavelength and flux due to power dissipation shall be taken into
account.
When the device being measured is pulsed, the detector shall average the measured
radiation.
e) Measurement procedures
The emitting device is set at the entrance of the integrating sphere, so that no direct
radiation will reach the detector.
For measurement of radiant power, the specified forward current I is applied to the device
F
and the radiant power is measured on the photodetector.
For measurement of forward current, a current is applied to the device until the specified
radiant power (φ ) is achieved. The value of current is recorded.
e
f) Specified conditions
– Ambient or case temperature.
– Radiant power (when measuring forward current).
– Forward current (when measuring radiant power).
3.2 Switching times of infrared-emitting diode and light-emitting diode with
or without pigtails
a) Purpose
To measure the turn-on time t (turn-on delay time t + rise time t ) and turn-off time t
on d(on) r off
(turn-off delay time t + fall time t ) of an infrared-emitting diode and light-emitting diode
d(off) f
with or without pigtails.
b) Circuit diagram
Figure 2
– 12 – 62007-2 © CEI:1997
c) Description du circuit
G = générateur d'impulsions de courant, à haute impédance
G = source de courant continu de polarisation
G = source de tension continue de polarisation
R = résistance d'adaptation d'impédance avec le générateur
d
D = dispositif en mesure
PD = photodiode
R = résistance de charge
L
M = appareil de mesure
Syn. = signal de synchronisation
d) Précautions à prendre
Le temps de commutation de la photodiode, le retard à la croissance du circuit et de
l'appareil de mesure, les temps de croissance et de décroissance de l'impulsion du courant
d'entrée doivent être suffisamment faibles pour ne pas affecter la précision de la mesure.
La puissance optique moyenne de sortie au sommet de l'impulsion optique (voir figure 3)
n'est pas nécessairement équivalente au flux énergétique permanent en régime sinusoïdal
que l'on obtiendrait à un courant égal à la somme du courant continu de polarisation et du
courant d'entrée en impulsions.
Seul l'accès optique du dispositif en mesure doit être pris en compte.
e) Exécution
Appliquer le courant continu spécifié et le courant en impulsion spécifié au dispositif en
mesure.
Mesurer les temps de commutation avec l'appareil de mesure M.
Le niveau 100 % du flux énergétique de sortie est la puissance de sortie moyenne obtenue
au sommet de l'impulsion optique. Le niveau 0 % est une puissance optique de sortie
correspondant au courant continu de polarisation.
62007-2 © IEC:1997 – 13 –
c) Circuit description
G = current pulse generator, with high impedance
G = d.c. current bias source
G = d.c. voltage bias source
R = resistance for matching the impedance with the generator
d
D = device being measured
PD = photodiode
R = load resistance
L
M = measuring instrument
Syn. = synchronization signal
d) Precautions to be observed
The switching time of the photodiode, the delay time of the test circuit and measuring
instrument, the rise and fall times of the input current pulse shall be short enough not to
affect the accuracy of the measurement.
The mean output power obtained at the top of the optical pulse (see figure 3) may not
necessarily be equivalent to the c.w. radiant power at a current equal to the sum of the d.c.
bias and input pulse current.
Only the optical port of the device being measured shall be considered.
e) Measurement procedure
Apply the specified d.c. and pulse current to the device being measured.
Measure the switching times with the measuring instrument M.
The 100 % radiant output power level is the mean output power obtained at the top of the
radiant pulse. The 0 % level is the output power obtained at the d.c. bias current.
– 14 – 62007-2 © CEI:1997
t = temps de retard à l'établissement t = temps de décroissance
d(on) f
t = temps de croissance t = temps d'établissement
r on
t = temps de retard à la coupure t = temps de coupure
d(off) off
Figure 3
f) Conditions spécifiées
– Température ambiante ou de boîtier.
– Courant continu de polarisation.
– Courant d'entrée en impulsion, largeur et rapport cyclique des impulsions.
– Accès optique.
– Configuration optique.
3.3 Fréquence de coupure en petits signaux (f ) des diodes électroluminescentes, des
c
diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer la fréquence de coupure en petits signaux (f ) des diodes électroluminescentes,
c
des diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce, dans
des conditions spécifiées.
62007-2 © IEC:1997 – 15 –
t = turn-on delay time t = fall time
d(on) f
t = rise time t = turn-on time
r on
t = turn-off delay time t = turn-off time
d(off) off
Figure 3
f) Specified conditions
– Ambient or case temperature.
– DC bias current.
– Input pulse current, width and duty cycle.
– Optical port.
– Optical configuration.
3.3 Small signal cut-off frequency (f ) of light-emitting diodes (LED), infrared-emitting
c
diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails
a) Purpose
To measure the small-signal cut-off frequency (f ) of light-emitting diodes (LED), infrared-
c
emitting diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails, under specified conditions.
– 16 – 62007-2 © CEI:1997
b) Schéma
Figure 4
c) Description du circuit et exigences
D = dispositif en mesure
G
= générateur de courant alternatif à fréquence ajustable
G = générateur de courant continu
PD = photodétecteur
M = appareil de mesure du flux énergétique pulsé
C , C = capacités de couplage
1 2
d) Précautions à prendre
Il faut que le flux énergétique réfléchi dans la diode laser soit minimal afin d'éviter les
distorsions qui pourraient affecter la précision des mesures. Le photodétecteur doit avoir
une réponse en fréquence supérieure à f .
c
e) Exécution
Pour les diodes électroluminescentes et les diodes émettrices en infrarouge, appliquer au
dispositif en mesure le courant direct continu spécifié ou le courant direct continu
permettant d'obtenir le flux énergétique spécifié.
Pour les diodes laser, ajuster le courant direct à une valeur égale au courant continu direct
au-dessus du seuil ou au flux énergétique spécifié.
Moduler le courant direct délivré par G à une fréquence basse (inférieure à f /100) et
1 c
mesurer le flux énergétique pulsé sur M.
Augmenter la fréquence de modulation, en gardant constant le niveau de modulation,
jusqu'à ce que la valeur du flux énergétique de sortie mesurée sur M soit réduite de moitié.
Cette fréquence est la fréquence de coupure en petits signaux (f ).
c
f) Conditions spécifiées
Pour les diodes électroluminescentes et les diodes émettrices en infrarouge:
– température ambiante ou température de boîtier;
– courant direct continu ou flux énergétique.
Pour les diodes laser:
– température ambiante, température de boîtier ou température de l'embase;
– différence entre le courant direct continu (réel) et le courant de seuil ou le flux
énergétique.
62007-2 © IEC:1997 – 17 –
b) Circuit diagram
Figure 4
c) Circuit description and requirements
D = device being measured
G = adjustable frequency a.c. generator
G = d.c. generator
PD = photodetector
M = measuring instrument for a.c. radiant power
C , C = coupling capacitors
1 2
d) Precautions to be observed
The radiant power reflected back into the laser-diode shall be minimized so as to avoid
distortions which could affect the accuracy of the measurements. The photodetector must
have a frequency response greater than f .
c
e) Measurement procedure
For LED and IRED, the specified direct forward current or the direct forward current required
to obtain the specified radiant power is applied to the device being measured.
For laser diodes, the forward current is adjusted to a value equal to the continuous forward
current above the threshold or specified radiant power.
The forward current is modulated using generator G at a low frequency (less than f /100)
1 c
and the a.c. radiant power is measured on M.
The modulation frequency is increased, keeping the modulation level constant until the
output radiant power measured on M has halved.
This frequency is the small-signal cut-off frequency (f ).
c
f) Specified conditions
For the light-emitting diodes (LED) and infrared-emitting diodes (IRED):
– ambient or case temperature;
– d.c. forward current or radiant power.
For the laser diodes:
– ambient, case or submount temperature;
– difference between (actual) d.c. forward current and threshold current or radiant power.
– 18 – 62007-2 © CEI:1997
3.4 Courant de seuil des diodes laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer le courant de seuil d'une diode avec ou sans fibre amorce.
b) Schéma
Figure 5
c) Description du circuit et exigences
D = dispositif en mesure
PD = photodétecteur destiné à mesurer le flux énergétique incident
A = ampèremètre
G = générateur (impulsions ou courant continu)
Pour la mesure en impulsions, le générateur de courant doit fournir des impulsions
d'amplitude, de durée et de rapport cyclique requis.
d) Précautions à prendre
Le flux énergétique réfléchi dans la diode laser doit être réduit au maximum. Il ne faut pas
dépasser les valeurs limites de la diode laser (I et φ ).
F e
e) Exécution
Appliquer le courant direct à la diode et enregistrer la courbe du flux énergétique incident
provenant de la diode en fonction du courant direct.
Déterminer la valeur du courant direct à laquelle la dérivée seconde de la courbe a son
premier maximum (voir figure 6). Le courant direct relevé à ce point est le courant de
seuil I .
TH
62007-2 © IEC:1997 – 19 –
3.4 Threshold current of laser diodes with or without pigtails
a) Purpose
To measure the threshold current of a laser diode, with or without pigtails.
b) Circuit diagram
Figure 5
c) Circuit description and requirements
D = device being measured
PD = photodetector measuring incident radiant power
A = ammeter
G = generator (pulsed or d.c.)
For pulse measurement, the current generator shall provide current pulses of the required
amplitude, duration and repetition rate.
d) Precautions to be observed
Radiant power reflected back into the laser diode shall be minimized. The limiting values of
the laser diode (I and φ ) shall not be overstepped.
F e
e) Measurement procedure
A forward current is applied to the diode and the relation between the incident radiant power
from the diode and the forward current is recorded.
The forward current at which the second derivative of the recorded curve showing incident
radiant power versus the forward current has its first maximum is determined (see figure 6).
The forward current at this point is the threshold current I .
TH
– 20 – 62007-2 © CEI:1997
Figure 6
f) Conditions spécifiées
– Température ambiante, de boîtier ou de l'embase.
– Pour les mesures en impulsions, rapport cyclique et durée des impulsions du courant
direct.
3.5 Bruit relatif en intensité des diodes électroluminescentes, des diodes émettrices
en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer le bruit relatif en intensité des diodes électroluminescentes, des diodes émettrices
en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce, dans des conditions
spécifiées.
b) Schéma
Figure 7
62007-2 © IEC:1997 – 21 –
Figure 6
f) Specified conditions
– Ambient, case or submount temperature.
– For pulse measurement, repetition frequency and pulse duration of the forward current.
3.5 Relative intensity noise of light-emitting diodes (LED), infrared-emitting diodes
(IRED) and laser diodes with or without pigtails
a) Purpose
To measure the relative intensity noise (RIN) of LED, IRED and laser diodes, with or without
pigtails, under specified conditions.
b) Circuit diagram
Figure 7
– 22 – 62007-2 © CEI:1997
c) Description du circuit
G = générateur de courant continu
D = dispositif en mesure
L = système de lentilles
I = courant direct
F
PD = photodétecteur
R = résistance de charge
L
I = courant inverse du photodétecteur sous rayonnement optique
R(H)
G = générateur de tension continue de polarisation
AMP = amplificateur alternatif de gain G
F = filtre de fréquence centrale f et largeur de bruit équivalente Δf
o N
M = instrument de mesure (par exemple appareil de mesure de niveau, etc.).
d) Précautions à prendre
Le flux énergétique réfléchi dans la diode laser doit être réduit au maximum afin d'éviter des
distorsions pouvant affecter la précision des mesures.
e) Exécution
Appliquer au dispositif un courant continu correspondant au flux énergétique spécifié φ .
e
Mesurer, à l'aide de l'instrument de mesure M, la puissance de bruit N et simultanément le
t
courant inverse I du photodétecteur sous rayonnement optique.
R(H)
Remplacer le dispositif photoémetteur mesuré par une source de rayonnement à large
bande spectrale dans la même gamme de longueurs d'onde.
Ensuite, ajuster la puissance émise afin d'obtenir sous rayonnement optique, le même
courant inverse I du photodétecteur que celui obtenu initialement et mesurer, à l'aide de
R(H)
l'instrument de mesure M, la puissance de bruit N qui correspond au bruit de grenaille du
d
photodétecteur plus au bruit de l'amplificateur.
Le bruit relatif en intensité (RIN) se calcule en utilisant la formule:
NN−
td
RIN =
RG××Δf ×I
LN
RH()
–1
Il s'exprime en Hz .
f) Conditions spécifiées
– Température ambiante, de boîtier ou de l'embase.
– Flux énergétique.
– Fréquence centrale et largeur de bruit équivalente.
3.6 Temps de commutation d'une diode laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer les temps de commutation, temps de retard à l'établissement t , temps de
d(on)
croissance t , temps de retard à la coupure t et temps de décroissance t d'une diode
r d(off) f
laser avec ou sans fibre amorce, dans des conditions spécifiées.
62007-2 © IEC:1997 – 23 –
c) Description of the circuit
G = d.c. current generator
D = device being measured
L = lens system
I = forward current
F
PD = photodetector
R = load resistance
L
I = reverse current of the photodetector under optical radiation
R(H)
G = d.c. voltage bias generator
AMP = a.c. amplifier with gain G
F = filter with centre frequency f and equivalent noise bandwidth Δf
o N
M = measuring instrument (for example level meter, etc.)
d) Precautions to be observed
Radiant power reflected back into the laser diode shall be minimized to avoid distortions
affecting accuracy of the measurements.
e) Measurement procedure
A d.c. current corresponding to the specified radiant power φ is applied to the device. The
e
noise power N is measured by the measuring instrument M and is replaced by reverse
t
current I of the photodetector, under optical radiation is measured simultaneously.
R(H)
The photo-emitting device being measured is replaced by a radiation source with broad
spectral radiation bandwidth in the same wavelength range.
The irradiant power is adjusted to obtain the same reverse current I of the photodetector
R(H)
under optical radiation as previously measured. The noise power N which corresponds to
d
the photodetector shot-noise plus amplifier noise is measured by the measuring instrument.
RIN is calculated using the formula:
NN−
td
RIN =
RG××Δf ×I
LN
RH()
–1
It is expressed in Hz .
f) Specified conditions
– Ambient, case or submount temperature.
– Radiant power.
– Centre frequency and equivalent noise bandwidth.
3.6 Switching times of a laser diode with or without pigtails
a) Purpose
To measure the switching times (turn-on delay time t , rise time t , turn-off delay time
d(on) r
t and the fall time t ) of a laser diode with or without pigtails under specified conditions.
d(off) f
– 24 – 62007-2 © CEI:1997
b) Schéma
Figure 8
c) Description du circuit
G = générateur d'impulsions de courant
G = source de courant continu de polarisation
G = source de tension continue de polarisation
R = résistance d'adaptation d'impédance avec le générateur
d
D = dispositif en mesure
PD = photodiode
R = résistance de charge
L
M = instrument capable de mesurer simultanément les formes d'ondes d'entrée et
de sortie
Syn. = signal de synchronisation.
d) Précautions à prendre
– Le flux énergétique réfléchi dans la diode laser doit être réduit au maximum.
– La largeur d'impulsion et le rapport cyclique doivent être choisis de façon à éviter des
effets thermiques significatifs.
– Une pointe de courant due à l'ouverture/fermeture du circuit, les contacts avec des corps
à charges électrostatiques, etc., doivent être évités.
– L'impédance de la source de courant continu G doit être suffisamment grande pour ne
pas perturber le courant de sortie du générate
...
NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
62007-2
INTERNATIONAL
Edition 1.1
STANDARD
1999-02
Edition 1:1997 consolidée par l’amendement 1:1998
Edition 1:1997 consolidated with amendment 1:1998
Dispositifs optoélectroniques à semiconducteurs
pour application dans les systèmes
à fibres optiques –
Partie 2:
Méthodes de mesure
Semiconductor optoelectronic devices
for fibre optic system applications –
Part 2:
Measuring methods
Numéro de référence
Reference number
CEI / IEC 62007-2:1997+A.1:1998
Numéros des publications Numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60 000. issued with a designation in the 60 000 series.
Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,
Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et porating amendment 1 and the base publication
la publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept under
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
actuel de la technique. content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de re- Information relating to the date of the reconfirmation of
confirmation de la publication sont disponibles dans the publication is available in the IEC catalogue.
le Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical com-
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des mittee which has prepared this publication, as well as
publications établies, se trouvent dans les documents the list of publications issued, is to be found at the
ci-dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Catalogue en ligne)* (On-line catalogue)*
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé as a printed periodical
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60 050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.
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NORME
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INTERNATIONALE
IEC
62007-2
INTERNATIONAL
Edition 1.1
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1999-02
Edition 1:1997 consolidée par l’amendement 1:1998
Edition 1:1997 consolidated with amendment 1:1998
Dispositifs optoélectroniques à semiconducteurs
pour application dans les systèmes
à fibres optiques –
Partie 2:
Méthodes de mesure
Semiconductor optoelectronic devices
for fibre optic system applications –
Part 2:
Measuring methods
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procédé, électronique ou mécanique, y compris la photo- including photocopying and microfilm, without permission in
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CQ
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– 2 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
Articles
1 Domaine d'application . 8
2 Références normatives. 8
3 Méthodes de mesure pour les photoémetteurs. 8
3.1 Flux énergétique ou courant direct des diodes électroluminescentes,
des diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans
fibre amorce. 8
3.2 Temps de commutation d'une diode émettrice en infrarouge et
d'une diode électroluminescente avec ou sans fibre amorce . 10
3.3 Fréquence de coupure en petits signaux (f ) des diodes électro-
c
luminescentes, des diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser
avec ou sans fibre amorce . 14
3.4 Courant de seuil des diodes laser avec ou sans fibre amorce . 18
3.5 Bruit relatif en intensité des diodes électroluminescentes, des diodes
émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce . 20
3.6 Temps de commutation d'une diode laser avec ou sans fibre amorce . 22
3.7 Rapport porteuse sur bruit des diodes électroluminescentes, des diodes
émettrices en infrarouge, des diodes laser et d'un module laser avec
ou sans fibre amorce. 26
3.8 Paramètre S des diodes laser, électroluminescentes et émettrices en
infrarouge, des modules laser avec ou sans fibre amorce . 30
3.9 Rapport de contrôle d'un module laser avec fibres amorces, avec ou sans
élément refroidisseur . 34
3.10 Largeur spectrale de mode d'une diode laser avec ou sans fibre amorce . 38
3.11 Courant de modulation correspondant à 1 dB de compression (I )
F(1 dB)
dans les diodes électroluminescentes et les diodes émettrices en infrarouge . 40
3.12 Distorsion d'intermodulation «deux tons» (D , D ) des diodes électro-
12 21
luminescentes et diodes émettrices en infrarouge. 44
3.13 Longueur d'onde centrale ( λ ) et largeur efficace du spectre (Δλ )
eff
des diodes
laser et des modules à diodes laser. 48
3.14 Distorsions composites des diodes laser ou des modules laser pour les
systèmes ou sous-systèmes de transmission analogique par fibres optiques . 54
3.15 Distorsions de second et de troisième ordres des diodes laser ou
des modules laser pour les systèmes ou sous-systèmes de transmission
analogique par fibres optiques. 58
3.16 Rendement différentiel (η ) d’une diode laser avec/sans fibre amorce
d
ou d'un module laser . 62
3.17 Résistance différentielle r d’une diode laser avec/sans fibre amorce . 64
d
3.18 Méthode de mesure de rapport porteuse/bruit d’un laser analogique . 66
3.19 Définition et méthode de mesure de l’indice de modulation optique. 70
4 Méthodes de mesure pour les dispositifs photosensibles . 76
4.1 Bruit d'une photodiode PIN. 76
4.2 Facteur d'excès de bruit d'une photodiode à avalanche avec ou sans fibre
amorce . 80
4.3 Fréquence de coupure en petits signaux d'une photodiode avec ou sans
fibre amorce. 82
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
Clause
1 Scope.9
2 Normative references.9
3 Measuring methods for photoemitters. 9
3.1 Radiant power or forward current of light-emitting diodes (LED), infrared-
emitting diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails . 9
3.2 Switching times of infrared-emitting diode and light-emitting diode with
or without pigtails . 11
3.3 Small signal cut-off frequency (f ) of light-emitting diodes (LED), infrared-
c
emitting diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails . 15
3.4 Threshold current of laser diodes with or without pigtails . 19
3.5 Relative intensity noise of light-emitting diodes (LED), infrared-emitting diodes
(IRED) and laser diodes with or without pigtails . 21
3.6 Switching times of a laser diode with or without pigtails . 23
3.7 Carrier to noise ratio of light-emitting diodes, infrared-emitting diodes,
laser diodes and a laser module with or without pigtails . 27
3.8 S parameter of infrared emitting diodes, light-emitting diodes, laser diodes,
laser modules with or without pigtails. 31
3.9 Tracking error for a laser module with pigtails, with or without cooler . 35
3.10 Spectral linewidth of a laser diode with or without pigtails . 39
3.11 Modulation current at 1 dB efficacy compression (I ) of light emitting
F(1 dB)
diodes (LED) and infrared emitting diodes (IRED). 41
3.12 Two-tone intermodulation distortion (D , D ) of light emitting diodes (LED)
12 21
and infrared emitting diodes (IRED). 45
3.13 Central wavelength ( λ ) and r.m.s. spectrum bandwidth (Δλ ) of laser diode
rms
or laser diode modules . 49
3.14 Composite distortions of laser diodes or laser modules for fibre optic analogue
transmission systems or subsystems. 55
3.15 Second-order and third-order intermodulation distortions of laser diodes
or laser modules for fibre optic analogue transmission systems or subsystems . 59
3.16 Differential efficiency (η ) of a laser diode with/without pigtail or a laser module . 63
d
3.17 Differential (forward) resistance r of a laser diode with/without pigtail . 65
d
3.18 Measuring method for carrier to noise ratio of an analogue laser . 67
3.19 Definition and measuring method for optical modulation index . 71
4 Measuring methods for sensitive devices. 77
4.1 Noise of a PIN photodiode. 77
4.2 Excess noise factor of an avalanche photodiode with or without pigtails . 81
4.3 Small-signal cut-off frequency of a photodiode with or without pigtails. 83
– 4 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
Articles Pages
4.4 Facteur de multiplication d'une photodiode à avalanche avec ou sans fibre
amorce . 86
4.5 Temps de commutation d'une photodiode PIN ou d'une photodiode
à avalanche avec ou sans fibre amorce . 88
4.6 Sensibilité d'un module PIN-FET . 94
4.7 Réponse en fréquence (ΔS/S) d'un module PIN-FET . 96
4.8 Densité spectrale de bruit P en sortie d'un module PIN-FET. 98
no,λ
4.9 Densité spectrale de bruit en basse fréquence (P ) et de
no,λ, LF
la fréquence de remontée du bruit basse fréquence (f ) en sortie
cor
d'un module PIN-FET . 102
4.10 Puissance minimale détectable d'un module PIN-FET. 106
4.11 Méthode de mesure des distorsions d'intermodulation d'ordre 2 ou 3
au niveau d'une diode PIN analogique.110
Annexe A (informative) Index des références croisées . 114
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 5 –
Clause Page
4.4 Multiplication factor of an avalanche photodiode (APD) with or without pigtails . 87
4.5 Switching times of a PIN photodiode or an avalanche photodiode (APD) with
or without pigtails . 89
4.6 Responsivity of a PIN-FET module . 95
4.7 Frequency response flatness (ΔS/S) of a PIN-FET module. 97
4.8 Output noise power (spectral) density P of a PIN-FET module. 99
no,λ
4.9 Low frequency output noise power (spectral) density (P ) and corner
no,λ,LF
frequency (f ) of a PIN-FET module . 103
cor
4.10 Minimum detectable power of PIN-FET module . 107
4.11 Measuring method for the second-order and the third-order intermodulation
distortions of an analogue PIN-diode . 111
Annex A (informative) Cross-references index . 115
– 6 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
DISPOSITIFS OPTOÉLECTRONIQUES À SEMICONDUCTEURS
POUR APPLICATION DANS LES SYSTÈMES À FIBRES OPTIQUES –
Partie 2: Méthodes de mesure
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 62007-2 a été établie par le comité d'études 47C: Dispositifs
optoélectroniques, d'affichage et d'imagerie, du comité d'études 47 de la CEI: Dispositifs à
semiconducteurs.
Cette première édition remplace partiellement la deuxième édition de la CEI 60747-5 (1992) et
son amendement 1 et constitue une révision technique (voir également l'annexe A: Index des
références croisées).
Elle doit être lue conjointement avec les CEI 60747-5-1, CEI 60747-5-2, CEI 60747-5-3 et la
CEI 62007-1.
Le domaine couvert par cette norme sera désormais placé sous la responsabilité du comité
d'études 86 de la CEI: Fibres optiques.
La présente version consolidée de la CEI 62007-2 comprend la première édition (1997)
[documents 86/113/FDIS et 86/114/RVD] et son amendement 1 (1998) [documents
86/127/FDIS et 86/135/RVD].
Le contenu technique de cette version consolidée est donc identique à celui de l'édition de
base et à son amendement; cette version a été préparée par commodité pour l'utilisateur.
Elle porte le numéro d'édition 1.1.
Une ligne verticale dans la marge indique où la publication de base a été modifiée par
l'amendement 1.
L'annexe A est donnée uniquement à titre d'information.
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONIC DEVICES
FOR FIBRE OPTIC SYSTEM APPLICATIONS –
Part 2: Measuring methods
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 62007-2 has been prepared by sub-committee 47C: Optoelectronic,
display and imaging devices, of IEC technical committee 47: Semiconductor devices.
This first edition replaces partially the second edition of IEC 60747-5 (1992) and its
amendment 1, and constitutes a technical revision (see also annex A: Cross references index).
It should be read jointly with IEC 60747-5-1, IEC 60747-5-2, IEC 60747-5-3 and IEC 62007-1.
The field of this standard will henceforth be placed under the responsibility of IEC technical
committee 86: Fibre optics.
This consolidated version of IEC 62007-2 consists of the first edition (1997) [documents
86/113/FDIS and 86/114/RVD] and its amendment 1 (1998) [documents 86/127FDIS and
86/135/RVD].
The technical content is therefore identical to the base edition and its amendment and has
been prepared for user convenience.
It bears the edition number 1.1.
A vertical line in the margin shows where the base publication has been modified by
amendment 1.
Annex A is for information only.
– 8 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
DISPOSITIFS OPTOÉLECTRONIQUES À SEMICONDUCTEURS
POUR APPLICATION DANS LES SYSTÈMES À FIBRES OPTIQUES –
Partie 2: Méthodes de mesure
1 Domaine d'application
Cette partie de la CEI 62007 décrit les méthodes de mesure applicables aux dispositifs
optoélectroniques à semiconducteurs utilisés dans le domaine des systèmes et sous-systèmes
à fibres optiques.
2 Références normatives
Il n'y a pas de références normatives dans cette partie de la CEI 62007.
3 Méthodes de mesure pour les photoémetteurs
3.1 Flux énergétique ou courant direct des diodes électroluminescentes, des diodes
émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer le flux énergétique Φ ou le courant direct I des diodes électroluminescentes, des
e F
diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser, avec ou sans fibre amorce, dans des
conditions spécifiées.
b) Appareillage de mesure
Figure 1
c) Description de l'appareillage et exigences
Le rayonnement émis par le dispositif subit de multiples réflexions sur les parois de la
sphère intégrante; cela conduit à un éclairement uniforme de la surface, proportionnel au
flux émis. Un détecteur placé sur les parois de la sphère mesure cet éclairement. Un écran
opaque protège le détecteur du rayonnement direct du dispositif en mesure.
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 9 –
SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONIC DEVICES
FOR FIBRE OPTIC SYSTEM APPLICATIONS –
Part 2: Measuring methods
1 Scope
This part of IEC 62007 describes the measuring methods applicable to the semiconductor
optoelectronic devices to be used in the field of fibre optic systems and subsystems.
2 Normative references
There are no normative references in this part of IEC 62007.
3 Measuring methods for photoemitters
3.1 Radiant power or forward current of light-emitting diodes (LED), infrared-emitting
diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails
a) Purpose
To measure the radiant power Φ or the forward current I of light-emitting diodes (LED),
e F
infrared-emitting diodes (IRED) and laser diodes, with or without pigtails, under specified
conditions.
b) Measuring equipment
Figure 1
c) Equipment description and requirements
The radiation emitted by the device is submitted to multiple reflections from the walls of the
integrating sphere; this leads to a uniform irradiance of the surface proportional to the
emitted flux. A detector located in the walls of the sphere measures this irradiance. An
opaque screen shields the detector from the direct radiation of the device being measured.
– 10 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
d) Précautions à prendre
Le dispositif en mesure, l'écran et les orifices doivent être petits par rapport à la surface de
la sphère.
La surface interne de la sphère et l'écran doivent être recouverts d'un revêtement diffusant
ayant un coefficient de réflexion élevé et uniforme (0,8 au moins).
L'ensemble sphère-détecteur doit être étalonné.
Il faut faire attention à une modification possible de la longueur d'onde d'émission
maximale et du flux émis du fait de la dissipation de puissance.
Si le dispositif à mesurer fonctionne en impulsions, le détecteur doit indiquer la valeur
moyenne du rayonnement mesuré.
e) Exécution
Introduire le dispositif émetteur entièrement dans la sphère, de façon qu'aucun rayon-
nement direct n'atteigne le détecteur.
Pour la mesure du flux énergétique, le courant direct spécifié I est appliqué au dispositif et
F
le flux énergétique est mesuré sur le photodétecteur.
Pour la mesure du courant direct, un courant est appliqué au dispositif jusqu'à ce que le
flux énergétique spécifié (Φ ) soit atteint. La valeur du courant relevée est celle du courant
e
direct recherché.
f) Conditions spécifiées
– Température ambiante ou de boîtier.
– Flux énergétique (lors de la mesure du courant direct).
– Courant direct (lors de la mesure du flux énergétique).
3.2 Temps de commutation d'une diode émettrice en infrarouge et d'une diode
électroluminescente avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer le temps d'établissement t (temps de retard à l'établissement t + temps de
on d(on)
croissance t ), et le temps de coupure t (temps de retard à la coupure t + temps de
r off d(off)
décroissance t ) d'une diode émettrice en infrarouge et d'une diode électroluminescente
f
avec ou sans fibre amorce.
b) Schéma
Figure 2
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 11 –
d) Precautions to be observed
The device being measured, the screen and the apertures shall be small compared to the
sphere surface.
The inner surface of the sphere and screen shall have a diffusing coating having a high
uniform reflection coefficient (0,8 minimum).
The sphere and detector assembly shall be calibrated.
Change in peak-emission wavelength and flux due to power dissipation shall be taken into
account.
When the device being measured is pulsed, the detector shall average the measured
radiation.
e) Measurement procedures
The emitting device is set at the entrance of the integrating sphere, so that no direct
radiation will reach the detector.
For measurement of radiant power, the specified forward current I is applied to the device
F
and the radiant power is measured on the photodetector.
For measurement of forward current, a current is applied to the device until the specified
radiant power (Φ ) is achieved. The value of current is recorded.
e
f) Specified conditions
– Ambient or case temperature.
– Radiant power (when measuring forward current).
– Forward current (when measuring radiant power).
3.2 Switching times of infrared-emitting diode and light-emitting diode with
or without pigtails
a) Purpose
To measure the turn-on time t (turn-on delay time t + rise time t ) and turn-off time t
on d(on) r off
(turn-off delay time t + fall time t ) of an infrared-emitting diode and light-emitting diode
d(off) f
with or without pigtails.
b) Circuit diagram
Figure 2
– 12 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
c) Description du circuit
G = générateur d'impulsions de courant, à haute impédance
G = source de courant continu de polarisation
G = source de tension continue de polarisation
R = résistance d'adaptation d'impédance avec le générateur
d
D = dispositif en mesure
PD = photodiode
R = résistance de charge
L
M = appareil de mesure
Syn. = signal de synchronisation
d) Précautions à prendre
Le temps de commutation de la photodiode, le retard à la croissance du circuit et de
l'appareil de mesure, les temps de croissance et de décroissance de l'impulsion du courant
d'entrée doivent être suffisamment faibles pour ne pas affecter la précision de la mesure.
La puissance optique moyenne de sortie au sommet de l'impulsion optique (voir figure 3)
n'est pas nécessairement équivalente au flux énergétique permanent en régime sinusoïdal
que l'on obtiendrait à un courant égal à la somme du courant continu de polarisation et du
courant d'entrée en impulsions.
Seul l'accès optique du dispositif en mesure doit être pris en compte.
e) Exécution
Appliquer le courant continu spécifié et le courant en impulsion spécifié au dispositif en
mesure.
Mesurer les temps de commutation avec l'appareil de mesure M.
Le niveau 100 % du flux énergétique de sortie est la puissance de sortie moyenne obtenue
au sommet de l'impulsion optique. Le niveau 0 % est une puissance optique de sortie
correspondant au courant continu de polarisation.
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 13 –
c) Circuit description
G = current pulse generator, with high impedance
G = d.c. current bias source
G = d.c. voltage bias source
R = resistance for matching the impedance with the generator
d
D = device being measured
PD = photodiode
R = load resistance
L
M = measuring instrument
Syn. = synchronization signal
d) Precautions to be observed
The switching time of the photodiode, the delay time of the test circuit and measuring
instrument, the rise and fall times of the input current pulse shall be short enough not to
affect the accuracy of the measurement.
The mean output power obtained at the top of the optical pulse (see figure 3) may not
necessarily be equivalent to the c.w. radiant power at a current equal to the sum of the d.c.
bias and input pulse current.
Only the optical port of the device being measured shall be considered.
e) Measurement procedure
Apply the specified d.c. and pulse current to the device being measured.
Measure the switching times with the measuring instrument M.
The 100 % radiant output power level is the mean output power obtained at the top of the
radiant pulse. The 0 % level is the output power obtained at the d.c. bias current.
– 14 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
t = temps de retard à l'établissement t = temps de décroissance
d(on) f
t = temps de croissance t = temps d'établissement
r on
t = temps de retard à la coupure t = temps de coupure
d(off) off
Figure 3
f)
Conditions spécifiées
– Température ambiante ou de boîtier.
– Courant continu de polarisation.
– Courant d'entrée en impulsion, largeur et rapport cyclique des impulsions.
– Accès optique.
– Configuration optique.
3.3 Fréquence de coupure en petits signaux (f ) des diodes électroluminescentes, des
c
diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer la fréquence de coupure en petits signaux (f ) des diodes électroluminescentes,
c
des diodes émettrices en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce, dans
des conditions spécifiées.
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 15 –
t = turn-on delay time t = fall time
d(on) f
t = rise time t = turn-on time
r on
t = turn-off delay time t = turn-off time
d(off) off
Figure 3
f) Specified conditions
– Ambient or case temperature.
– DC bias current.
– Input pulse current, width and duty cycle.
– Optical port.
– Optical configuration.
3.3 Small signal cut-off frequency (f ) of light-emitting diodes (LED), infrared-emitting
c
diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails
a) Purpose
To measure the small-signal cut-off frequency (f ) of light-emitting diodes (LED), infrared-
c
emitting diodes (IRED) and laser diodes with or without pigtails, under specified conditions.
– 16 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
b) Schéma
Figure 4
c) Description du circuit et exigences
D = dispositif en mesure
G = générateur de courant alternatif à fréquence ajustable
G = générateur de courant continu
PD = photodétecteur
M = appareil de mesure du flux énergétique pulsé
C , C = capacités de couplage
1 2
d) Précautions à prendre
Il faut que le flux énergétique réfléchi dans la diode laser soit minimal afin d'éviter les
distorsions qui pourraient affecter la précision des mesures. Le photodétecteur doit avoir
une réponse en fréquence supérieure à f .
c
e) Exécution
Pour les diodes électroluminescentes et les diodes émettrices en infrarouge, appliquer au
dispositif en mesure le courant direct continu spécifié ou le courant direct continu
permettant d'obtenir le flux énergétique spécifié.
Pour les diodes laser, ajuster le courant direct à une valeur égale au courant continu direct
au-dessus du seuil ou au flux énergétique spécifié.
Moduler le courant direct délivré par G à une fréquence basse (inférieure à f /100) et
1 c
mesurer le flux énergétique pulsé sur M.
Augmenter la fréquence de modulation, en gardant constant le niveau de modulation,
jusqu'à ce que la valeur du flux énergétique de sortie mesurée sur M soit réduite de moitié.
Cette fréquence est la fréquence de coupure en petits signaux (f ).
c
f) Conditions spécifiées
Pour les diodes électroluminescentes et les diodes émettrices en infrarouge:
– température ambiante ou température de boîtier;
– courant direct continu ou flux énergétique.
Pour les diodes laser:
– température ambiante, température de boîtier ou température de l'embase;
– différence entre le courant direct continu (réel) et le courant de seuil ou le flux
énergétique.
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 17 –
b) Circuit diagram
Figure 4
c) Circuit description and requirements
D = device being measured
G = adjustable frequency a.c. generator
G = d.c. generator
PD = photodetector
M = measuring instrument for a.c. radiant power
C , C = coupling capacitors
1 2
d) Precautions to be observed
The radiant power reflected back into the laser-diode shall be minimized so as to avoid
distortions which could affect the accuracy of the measurements. The photodetector must
have a frequency response greater than f .
c
e) Measurement procedure
For LED and IRED, the specified direct forward current or the direct forward current
required to obtain the specified radiant power is applied to the device being measured.
For laser diodes, the forward current is adjusted to a value equal to the continuous forward
current above the threshold or specified radiant power.
The forward current is modulated using generator G at a low frequency (less than f /100)
1 c
and the a.c. radiant power is measured on M.
The modulation frequency is increased, keeping the modulation level constant until the
output radiant power measured on M has halved.
This frequency is the small-signal cut-off frequency (f ).
c
f) Specified conditions
For the light-emitting diodes (LED) and infrared-emitting diodes (IRED):
– ambient or case temperature;
– d.c. forward current or radiant power.
For the laser diodes:
– ambient, case or submount temperature;
– difference between (actual) d.c. forward current and threshold current or radiant power.
– 18 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
3.4 Courant de seuil des diodes laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer le courant de seuil d'une diode avec ou sans fibre amorce.
b) Schéma
Figure 5
c) Description du circuit et exigences
D = dispositif en mesure
PD = photodétecteur destiné à mesurer le flux énergétique incident
A = ampèremètre
G = générateur (impulsions ou courant continu)
Pour la mesure en impulsions, le générateur de courant doit fournir des impulsions
d'amplitude, de durée et de rapport cyclique requis.
d) Précautions à prendre
Le flux énergétique réfléchi dans la diode laser doit être réduit au maximum. Il ne faut pas
dépasser les valeurs limites de la diode laser (I et Φ ).
F e
e) Exécution
Appliquer le courant direct à la diode et enregistrer la courbe du flux énergétique incident
provenant de la diode en fonction du courant direct.
Déterminer la valeur du courant direct à laquelle la dérivée seconde de la courbe a son
premier maximum (voir figure 6). Le courant direct relevé à ce point est le courant de
seuil I .
TH
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 19 –
3.4 Threshold current of laser diodes with or without pigtails
a) Purpose
To measure the threshold current of a laser diode, with or without pigtails.
b) Circuit diagram
Figure 5
c) Circuit description and requirements
D = device being measured
PD = photodetector measuring incident radiant power
A = ammeter
G = generator (pulsed or d.c.)
For pulse measurement, the current generator shall provide current pulses of the required
amplitude, duration and repetition rate.
d) Precautions to be observed
Radiant power reflected back into the laser diode shall be minimized. The limiting values of
the laser diode (I and Φ ) shall not be overstepped.
F e
e) Measurement procedure
A forward current is applied to the diode and the relation between the incident radiant
power from the diode and the forward current is recorded.
The forward current at which the second derivative of the recorded curve showing incident
radiant power versus the forward current has its first maximum is determined (see figure 6).
The forward current at this point is the threshold current I .
TH
– 20 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
Figure 6
f) Conditions spécifiées
– Température ambiante, de boîtier ou de l'embase.
– Pour les mesures en impulsions, rapport cyclique et durée des impulsions du courant
direct.
3.5 Bruit relatif en intensité des diodes électroluminescentes, des diodes émettrices
en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer le bruit relatif en intensité des diodes électroluminescentes, des diodes émettrices
en infrarouge et des diodes laser avec ou sans fibre amorce, dans des conditions
spécifiées.
b) Schéma
Figure 7
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 21 –
Figure 6
f) Specified conditions
– Ambient, case or submount temperature.
– For pulse measurement, repetition frequency and pulse duration of the forward current.
3.5 Relative intensity noise of light-emitting diodes (LED), infrared-emitting diodes
(IRED) and laser diodes with or without pigtails
a) Purpose
To measure the relative intensity noise (RIN) of LED, IRED and laser diodes, with or
without pigtails, under specified conditions.
b) Circuit diagram
Figure 7
– 22 – 62007-2 © CEI:1997+A.1:1998
c) Description du circuit
G = générateur de courant continu
D = dispositif en mesure
L = système de lentilles
I = courant direct
F
PD = photodétecteur
R = résistance de charge
L
I = courant inverse du photodétecteur sous rayonnement optique
R(H)
G = générateur de tension continue de polarisation
AMP = amplificateur alternatif de gain G
F = filtre de fréquence centrale f et largeur de bruit équivalente Δf
o N
M = instrument de mesure (par exemple appareil de mesure de niveau, etc.).
d) Précautions à prendre
Le flux énergétique réfléchi dans la diode laser doit être réduit au maximum afin d'éviter
des distorsions pouvant affecter la précision des mesures.
e) Exécution
Appliquer au dispositif un courant continu correspondant au flux énergétique spécifié φ .
e
Mesurer, à l'aide de l'instrument de mesure M, la puissance de bruit N et simultanément le
t
courant inverse I du photodétecteur sous rayonnement optique.
R(H)
Remplacer le dispositif photoémetteur mesuré par une source de rayonnement à large
bande spectrale dans la même gamme de longueurs d'onde.
Ensuite, ajuster la puissance émise afin d'obtenir sous rayonnement optique, le même
courant inverse I du photodétecteur que celui obtenu initialement et mesurer, à l'aide de
R(H)
l'instrument de mesure M, la puissance de bruit N qui correspond au bruit de grenaille du
d
photodétecteur plus au bruit de l'amplificateur.
Le bruit relatif en intensité (RIN) se calcule en utilisant la formule:
NN−
td
RIN =
RG×× Δf ×I
LN ()
RH
–1
Il s'exprime en Hz .
f) Conditions spécifiées
– Température ambiante, de boîtier ou de l'embase.
– Flux énergétique.
– Fréquence centrale et largeur de bruit équivalente.
3.6 Temps de commutation d'une diode laser avec ou sans fibre amorce
a) But
Mesurer les temps de commutation, temps de retard à l'établissement t , temps de
d(on)
croissance t , temps de retard à la coupure t et temps de décroissance t d'une diode
r d(off) f
laser avec ou sans fibre amorce, dans des conditions spécifiées.
62007-2 © IEC:1997+A.1:1998 – 23 –
c) Description of the circuit
G = d.c. current generator
D = device being measured
L = lens system
I = forward current
F
PD = photodetector
R = load resistance
L
I = reverse current of the photodetector under optical radiation
R(H)
G = d.c. voltage bias generator
AMP = a.c. amplifier with gain G
F = filter with centre frequency f and equivalent noise bandwidth Δf
o N
M = measuring instrument (for example level meter, etc.)
d) Precautions to be observed
Radiant power reflected back into the laser diode shall be minimized to avoid distortions
affecting accuracy of the measurements.
e) Measurement procedure
A d.c. current corresponding to the specified radiant power φ is applied to the device. The
e
noise power N is measured by the measuring instrument M and is replaced by reverse
t
current I of the photodetector, under optical radiation is measured simultaneously.
R(H)
The photo-emitting device being measured is replaced by a radiation source with broad
spectral radiation bandwidth in the same wavelength range.
The i
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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