随着高速光通信的不断发展,光模块的速率越来越高,功能也越来越强大.这给光模块的设计开发带来了很大的挑战.该论文主要研究了10Gb/s光模块设计开发中的关键技术及相关问题.为了评估用于光模块中的高速光电子器件和高速电子器件的大信号特性,就必须对它们进行准确测试.该论文介绍了大信号条件下高速器件测试的校准问题,并提出了一种只利用示波器、码形发生器和微波矢量网络分析仪,把时域大信号测试和频域小信号散射参数测试相结合,进行眼图测试校准的新方法.激光器与驱动电路之间的匹配电路是影响光模块发射性能的重要因素.而匹配电路的设计必须考虑封装电路的影响.该论文在实测TO封装管座参数的基础上,模拟分析了不同匹配方式下TO管座和压焊金丝长度对激光器眼图的影响.结果表明,内部匹配是TO封装最理想的一种匹配形式.这种匹配方式对金丝长度的限制不是很严格,方便了压焊工艺.由于10Gb/s光模块的工作速率高,信号完整性(Signal Integrity)是高速电路设计中需要考虑的一个重要问题.该论文重点研究了10Gb/s光模块中的传输线损耗、微带线之间的串扰和高速信号在印刷电路板(PCB)不同电路层间传输进信号质量变差等信号完整性问题.实验发现,为了减小PCB微带线的高频损耗,可以采用背地共面波导结构,合理放置背地共面波导两侧的接地过孔,可以有效地消除由共振腔引起的共振吸收,使50mm共面波导的3dB带宽可达11.6GHz;在芯片的扇出部分受引脚限制,微带之间间距不可能很大的情况下,为了有效控制串扰,尽可能减小微带线之间的平行长度是减小串扰的关键;我们对准同轴过孔结构做了分析和拓展,并在PCB上实现了这种结构,解决了10Gb/s信号层间互联传输时信号变差的问题.由于300针转发器(300-pin Transponder)是各种10Gb/s光模块中较典型的一种,因此选择开发300-pin Transponder对10Gb/s光模块的设计开发有普遍的意义.在上述工作的基础上,成功研制了300-pin 10 Gb/s Transponder样机.测试结果表明样机符合MSA规范,可以用于SONET/SDH及DWDM系统.