Bias Tee简介

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接COO的指示，周末在家完成一篇笔记。这篇笔记简单介绍下Bias Tee的工作原理。

在有源器件（包括硅光调制器、探测器、激光器等）的测试中，需要让PN结工作在一定的DC偏压下，然后输入或者输出高速RF信号。此时需要使用一个器件，即Bias Tee，它的作用是将DC信号和RF信号混合到同一路中。Bias T的内部结构比较简单，如下图所示

（图片来自https://en.wikipedia.org/wiki/Bias_tee）

Bias Tee含有三个端口，分别为DC端口、RF端口、RF+DC端口，其内部含有一个电容与一个电感，电容的作用是隔离直流信号，通过RF信号，而电感的作用是隔离交流信号，通过DC信号。原理与内部结构非常简单，但对于工作频率要求很高的场景，结构会复杂得多，需要考虑电容与电感的高频响应，典型的内部电路如下图所示，

（图片来自https://www.qsl.net/n9zia/wireless/pics/bias_tee.png）

在硅光调制器的测试中，其电路连接如下图所示。通过bias tee将RF信号与DC偏压同时加载phase shifter上。

（图片来自文献1）

在锗探测器的测试中，其典型的电路图如下图所示，直流电压通过Bias Tee加载到PD上，使得PD工作在反偏模式下，而产生的光电流通过Bias Tee输出到外部测量电路中。

（图片来自文献2）

在半导体直调激光器的测试中，也需要使用bias tee同时输入RF信号与DC偏置电压，如下图所示，

（图片来自文献3）

以上是对Bias tee的简单介绍，其作用是在有源器件的测试中，在器件两端同时加载DC和RF信号。虽然原理与结构非常简单，但其在高频测试中发挥了非常重要的作用。电信号可以简单地进行混合与分离，但是对于光信号，因为干涉的原因，两束光无法直接相加，是否有可能实现光的加运算呢？微环的add-drop型结构有些类似，将不同波长的光分离与混合。

(图片来自http://www.optcomm2.di.uoa.gr/index.php/research/short-area-and-access-networks/multifunctional-microring-devices)

文章中如果有任何错误和不严谨之处，还望大家不吝指出，欢迎大家留言讨论。

参考文献：

1. K. Ogawa, et.al., Design and characterisation of high-speed monolithic silicon modulators for digital coherent communication

2. Y. Dong, et.al., "Two-micron-wavelength germanium-tin photodiodes with low dark current and gighertz bandwidth", Opt. Exp. 25, 15818(2017)

3. N. K. Metzger, et.al., "Algorithm based comparison between the integral method and harmonic analysis of the timing jitter of diode-based and solid-state pulsed laser source", Opt. Commun. 341, 7(2015)