随着当今社会通信速度与容量的迅速增长，光纤通信相比传统的电通信开始展现出巨大优势。光发射机将输入电压信号转化为能调制激光器发光的电流信号，其作用在整个光纤通信系统中起着极其重要的作用。
在同等波特率下，四阶脉冲幅度调制(Four-level Pulse Amplitude Modulation，PAM4)的比特率相比传统的非归零调制(Non-Return-to-Zero，NRZ)提高一倍，增大传输效率的同时降低了成本，PMA4技术已经在超高速信号互连系统中得到了广泛认可。但PAM4在实际应用上尚存在两个问题：一是PAM4的发射机的调制电流不够大，使得激光器的消光比不够大，从而使信号在光纤传输时产生误码；二是目前输入数据信号编码通常采用NRZ编码，其调制产生的光信号在光纤传输中会显著地受色散效应影响造成码间干扰，不适应长距离传输。
本文提出的PAM4光发射机则能更好地适应长距离光通信：首先采用SOI CMOS工艺，相比GaAs等工艺折中了成本与性能；其次输出调制电流最大能达到120 mA，可以充分提高激光器的消光比；另外，设计了编码转换器，将输入的非归零编码信号转换为归零型(Return-to-Zero，RZ)编码的信号，调制的光信号更能忍受在光纤传播时的非线性和色散效应，从而更好地适应长距离光通信。
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作者信息：
李 喜，林福江
(中国科学技术大学 微电子学院，安徽 合肥230026)
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