LIV ( Light-Current-Voltage )即光电特性通常是验证激光二极管、探测器性能的—种普遍和重要的方法。 在晶圆、切割、管芯、封装后老化测试过程中,为降低生产成本同时又增加产品吞吐量,快速可靠精确的,LIV.系统对制造光电器件厂是非常需要的。
光电器件LIV测试主要指对发光器件和光探测器进行 测试,单独的探测器像PIN和APD二极管测试系统 比较简单,通常LIV测试主要指针对激光二极管(LD) 或模块进行的测试。LD测试阶段主要分为Bar测试、Chip测试和Burn-in测试,不同的生产阶段需要搭 配不同的测试设备来完成测试。
半导体激光二极管(Laser. Diode )或简称半导体激光器,它通过受激辐射发光,是一种阈值器件。处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子,而跃迁到低能级.E1,这个过程 称为光的受激辐射。
由于受激福射与自发辐射的本质不同,导致了半导体激光器不仅能产生高功率辐射,而且输出光发散角窄,非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。一般用注入电流值来标定阈值条件,也即阈值电流,。
I-V特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时,应选阈值电流尽可能小,对应P值小,而且没有扭 折点的半导体激光器。这样的激光器工作电流小,工 作稳定性高,消光比大,而且不易产生光信号失真。 '
根据LD工作原理,通常技术人员要用到电流源来驱 动LD工作,产生光的同时用光功率计测量光功率来 ,
完成LIV特性测试。在不同的测试阶段例如Chip测 试,技术人员将电流源、电压表、电流表、开关、同 步触发单元、光功率计集成起来才能完成测试,同时 老化测试前后需要将每个管芯或模块的测试数据进行 比对,大大增加了系统的复杂程度,影响了测试稍度 和数据可靠性。
方案特点
•溪谷科技开发的LIV测试系统采用了精密源测量单元为核心,结合测试软件CycleStar以及第三方设备积分球探测器完成LD的LIV测试。系统结构筒单、精度高、可靠性好、速度快,提髙生产效率的 同时也增加了测试精度和可靠性,并且降低了测试成本
•超宽范围驱动电流源.(10fA ~ 3A),覆盖不同功率 器件,支持脉冲LIV和连续LIV测试,I-V扫描测 量8秒内大于400点
•直接同步测量光功率无需而外触发单元;测试可升级自动化:配合开关夹具和步进电机,可以批量测试
•功能可扩展:配合光谱分析仪、示波器、误码仪等, 可完成TOSA,BOSA等光电器件的静态和动态参数性能测试
系统构成
系统主要由双通道源精密源测置单元、积分球探测器、 夹具及软件组成。用SMU的CH1作为LD的电流驱动源同时监测正向导通压降V和工作电流I,LD激发 出来的光经由积分球探测器转化成光电流进入SMU 的CH2通道,根据积分球探测器功率电流转换系数 乘以SMU CH2实际测得的光电流计算出实际对应的光功率。CH1和CH2内部自动同步触发,从而完成LIV测试。有些LD模块内部管芯旁会有一个监视 探测器PD和温度控制TEC元件,PD主要用于监测. LD的背光工作电流,可以采用SMU单通道源表来测 量背光工作电流。TEC元件可以用闭环控温仪器来实 现对LDM的温度控制。
系统通信采用以太网或GP旧接口控制,软件可对每个管芯的LIV.特性参数进行测试并保存统计结果,参 数包括驱动电流电流.I、正向压降VF、光功率Po、 阈值电流Ith、拐点IKink、背光电流Idark.等参数; 裉据管芯种类型号设置不同的测试条件并保存成文 件方便调用;保存每个管芯的原始测试数据,可比对老化前后的测试数据结果;按照产品序列号参数生成 EXCEL报表和指定的打印格式进行打印。
系统可以结合开关夹具和步进电机,可针对生产线封装好的管芯或模块进行批量测试,极大地提高产能和测试结果的一致性。
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