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卓立汉光产品在光通信行业中的应用
                                                                                                                                                                                                                                           --激光二极管LIV自动测试系统
关键词:激光二极管、LIV、测试系统、卓立汉光产品
摘  要:本文对卓立汉光产品在光通信行业中的应用,激光二极管LIV自动测试系统,类型、结构和电性能等做逐一说明,并对卓立汉光可能提供的实现方案做详细说明。

1.激光二极管LIV特性参数测试仪

激光二极管(LD)LIV特性自动测试系统是光通信行业中做LD-TO产品所必须的测试系统之一。目前做此种设备的厂商主要集中在日本、台湾地区,国内做此种设备的很少。在大陆各光通信封装厂商应用较多的为台湾厂商设备,但是价格较贵。

目前大陆也有一些高校、公司陆续做此种设备,但是公司规模非常小,应用方向也比较单一,比如:LD自动焦距测试系统;TOSA\ROSA的自动耦合系统; LD、PD烧机测试系统等等。卓立在电移台、工业机械手方面有优势,利用工业机械手开发激光二极管的自动LIV测试系统产品条件较为成熟,卓立新推出的工业机械手RoS75-ASP1和相应的控制器(TMC-USB)搭建激光二极管的自动LIV测试系统,部分知名光通信厂商已经在使用中。

以下对激光二极管LIV特性参数做详细说明,再对一些设备厂商的激光二极管LIV自动测试系统做出介绍,供光通信相关行业的研发人员、工程人员作为参考。

激光二极管LIV特性参数说明
- 工作电流(Opetator Current),保证激光二极管工作需要施加的电流,单位为mA级别;
- 工作电流(Opetator Voltage),保证激光二极管工作时,其两端的电压值,单位为V;
- 串联电阻(Series Resistance),激光二极管的结特性工作时产生的电阻,单位为Ohm;
- 阈值电流(Threshold Current),使激光二极管发光时需要的临界电流值,单位为mA;
- 斜效率(Slope Efficiency),激光二极管出光功率与工作电流的一阶微分,单位为mW/mA
- 背光电流(Sensitivity of Monitor PD),在激光二极管封装过程中,都需要封装一个PD芯片,为了检测LD背面出光大小,背光出光功率和正向出光功率有一定的比例关系,进而可以检测出激光二极管正向出光功率的大小,使其稳定工作,单位为uA/mW;
- 出光功率(Forward Power),给激光二极管芯片施加一定的工作电流后,前向出光功率的大小,单位为mW;
-正向电压(Forward Voltage),给激光二极管芯片施加一定的工作电流后,其两端的电压大小,单位为V;
-功率扭折(Power of Kink),反应激光二极管功率对电流的一阶微分的平滑程度,曲线越平滑说明芯片特性越好;

 
激光二极管(芯片和TO)典型的LIV测试曲线如上图所示

 

2. 巴条(LD芯片)测试仪

  

- 利用真空把激光二极管巴条固定在测试板上。
- 能够测试不同腔长的巴条。
- 测试板由5轴步进电机控制,精度为5um。
- 带边探测器的探针能够自动连续扫测巴条。
- 能够自动标出不良芯片。
- 测试板带加热功能,能够测试巴条不同温度下的LIV特性。
- 能够进行光谱分析。
- 连续或脉冲电流工作模式。

测试参数

测试参数单位简写
Opetator CurrentmAIop
Opetator VoltageVVop
Series ResistanceohmRs
Threshold CurrentmAIth
Slope EfficiencymW/mASE
Sensitivity of Monitor PDuA/mWPD-S
Forward PowermWPo
Forward VoltageVVf
Power of KinkuWPkink


测试过程中用到的Ge、Si探测器响应度指标

波长850nm1300nm1550nm
Ge 探测器响应度0.26 A/W0.7 A/W0.85 A/W
Ge 探测器的响应波长范围800~1600nm
波长780nm850nm980nm
Si 探测器响应度0.57 A/W0.6 A/W0.62 A/W
Si 探测器的响应波长范围450~1000nm

3. LD-TO批量测试系统
  

- 此测试系统适合LD TO-CAN的批量测试。
- 每个测试版上能插64颗LD TO-CAN,测试版和ACC模式的老化系统通用,减少重复插拔。
- 能够扫描测试、也能够测试单颗TO。
- LD TO-CAN的pin脚定义可以选择。
- 包含背光PD芯片的暗电流测试。
- LIV特性曲线可视。
- 带自动电流控制功能。
- 带自动功率控制功能。

测试参数
测试参数单位简写
Opetator CurrentmAIop
Opetator VoltageVVop
Series ResistanceohmRs
Threshold CurrentmAIth
Slope EfficiencymW/mASE
Sensitivity of Monitor PDuA/mWPD-S
Forward PowermWPo
Forward VoltageVVf
Power of KinkuWPkink
Current of KinkmAIkink
Monitor PD Current of PopuAIm-Pop
Monitor PD Current of PfuAIm-Pf

测试过程中用到的Ge、Si探测器响应度指标
波长850nm1300nm1550nm
Ge 探测器响应度0.26 A/W0.7 A/W0.85 A/W
Ge 探测器的响应波长范围800~1600nm
波长780nm850nm980nm
Si 探测器响应度0.57 A/W0.6 A/W0.62 A/W
Si 探测器的响应波长范围450~1000nm

4.激光二极管特性测试仪

 

- 全自动化检测边射型激光半导体芯片。
- 高精密及高容量载具设计。
- 自动光纤耦合测试对位设计(Auto-alignment)。
- AOI辅助定位,加速测试时间。
- 共用载具设计可搭配烧机测试。
- 高精密TEC温度控制,稳定度达0.01℃。
- 搭配Chroma PXI-Base SMU/Power meter。
- 软体分析激光特性: Ith,Rs,Vf,Slope Efficiency,λp等。
此产品可以用在小批量生产单位或者大批量生产单位,有效提高激光二极管的产出效率。

5.卓立汉光工业机械手搭建的激光二极管特性测试系统


主要应用在大批量激光二极管生产过程中,对效率要求较高,需要用伺服电机控制的机械手臂,相对于台湾厂商提供的系统产品,价格优势明显。
在光通信行业,设备自动化是整个行业趋势,希望这份文档资料能够为光通信相关研究人员、工程人员提供有益的参考。
 

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