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随着大数据时代的到来,全球数据量呈井喷式发展,现有的网络宽带已不能满足人们的要求。光载无线通信(RoF)技术应运而生,它是一种将光纤通信和无线通信结合起来的无线接入技术,不仅具有毫米波无线通信丰富频谱资源的优点,同时兼具光纤通信以光子为传播载体的可实现长距离传输的优势,RoF系统实现了长距离的有线传输和超宽带的无线接入,具有非常广阔的应用前景。随着RoF系统功率的不断提高,光探测器作为RoF系统重要的光电器件,其线性度的好坏直接影响RoF系统处理大功率信号性能的优劣。本文围绕光探测器的非线性原理和非线性测试系统的研究开展工作,并且搭建和完善了光探测器线性度三个重要指标(3dB带宽、饱和电流和OIP3 (三阶交调点))的测试系统。本论文主要研究成果和创新如下:1、 理论研究了 PIN光探测器的基本原理,通过PIN光探测器的输运方程,详细研究了大功率注入下PIN光探测器非线性产生的基本原理。2、 分别研究了光探测器1dB压缩电流时域测试法、1dB压缩电流频域小信号测试法和1dB压缩电流频域大信号测试法。研究表明,1dB压缩电流频域小信号测试的饱和电流值大约是大信号测试方案的两倍。3、 研究了光探测器OIP3双信号源(two-tone)测试方法中调制器偏压的偏移对于实验结果的影响。通过Optisystem仿真、数值计算和实验论证,当调制器偏压(设定为2V,半波电压Vπ为4V)的偏移从0V向-0.2V变化时,OIP3会逐渐增大,当光调制器偏压的偏移为-0.2V时,此时三阶交调信号淹没在噪声中;当调制器偏压正向增大时,OIP3测试值会逐渐减小。因此,光探测器OIP3双信号源测试系统中,需要严格控制调制器偏压(2V±0.1V),防止对实验结果造成严重的误差。4、 研究了 PIN光探测器三阶交调点(OIP3)的测试系统,完成了 OIP3双信号源(two-tone)测试系统和三信号源(three-tone)测试系统的搭建。对吸收层厚度为200nm的InGaAs系PIN光探测器进行了测试,当偏压为-3V,频率为1GHz条件下,测试得到的光探测器OIP3值为23.5dBm。5、 通过对光探测器OIP3双信号源(two-tone)测试系统和三信号源(three-tone )测试系统进行研究,我们发现三信号源(three-tone )测试结果大约比OIP3双信号源(two-tone)测试结果小3dB,理论计算和实验结果相吻合。