PulseMeter技术加速VCSEL测试

发表于 2020-08-03 10:42:03 收藏 已收藏
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PulseMeter技术加速VCSEL测试

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自从苹果iPhone X导入3D传感技术,引爆其中所使用的关键元件——VCSEL大放异彩,让人脸识别、自动驾驶以及虚拟现实/增强现实(VR/AR)等各种3D传感应用开始在消费电子和工业领域蓬勃发展,并持续推动对于VCSEL等光电元件的需求。然而,随着许多应用对于3D空间的距离与速度要求提升,也为VCSEL测试带来了诸多挑战。

为了输出高品质的电流脉冲来分析VCSEL晶圆和阵列的光电特性,Tektronix开发出号称“超跑级”的2601B-PULSE System SourceMeter,在单机中整合具有直流(DC)输出和量测功能的高速电流脉冲产生器,并搭载全新的PulseMeter技术,可在10A和10V的电源环境下输出短至10μs的电流脉冲,不仅简化VCSEL测试的复杂度,并将元件的自发热效应降至最低。

当测试VCSEL、激光二极管(LD)等光电元件或进行晶圆级测试时,经常因为电流导入而增加元件的自发热,甚至导致元件或探针损坏而无法有效表征元件特性。然而,“VCSEL的测试趋势是电流驱动越来越大,脉冲要求却越来越短,目前的仪器已经无法符合测试要求。”Tektronix Keithley部门资深技术顾问陈思豪指出,“Tektronix在与台湾系统整合商合作的过程中发现,工程师需要一款测试VCSEL的专用仪器,协助他们在需要的电流强度下产生微秒级上升时间的短脉冲宽度。”

因此,Tektronix在其原有的2601 SMU基础上,配备了高速的电流源,并导入PulseMeter技术,让工程师无需手动调整脉冲输出,即可在很短时间内打出短脉冲并进行测量,无论振幅和脉冲宽度如何,均可确保脉冲完整性。

Tektronix Keithley部门资深技术顾问张志豪介绍,完整的VCSEL测试通常需要搭配多款仪器,包括电流源、SMU以及切换器,而新的2601B“一机搞定”超快速的电流脉冲产生器和完整的SMU功能,让客户不必再手动接线、切换或结合其他仪器,即可直接进行VCSEL的各种电性测试,同时配合高达3μH的装置阻抗,有效降低装置的自发热现象。

相较于竞争对手的仪器通常外挂顺/逆向测试设备,而且还得手动进行切换或调整脉冲,陈思豪说:“PulseMeter提供了自动调整功能,能依据待测物(DUT)的阻抗匹配设定参数条件,为客户打出期望的脉冲,不至于发生过度的脉冲过冲或欠冲而损坏DUT。”实现更快速的上升时间、准确的脉冲输出和完整性。

陈思豪并强调,2601B采用特殊的控制回路系统,支援即时回溯与回馈以取得理想参数,而且是一款内建CPU与DRAM的嵌入式系统,可在仪器中增加测试脚本,从而提供了比现有测试架构更快3~4倍以上的时间。

2601B-PULSE System SourceMeter是专为VCSEL晶圆级测试而开发的,适用于LED测试、半导体装置特性分析、电源管理测试以及突波电流的抑制测试等,目前支援10μs脉冲已能涵盖约95%的主流应用。张志豪指出,因应车用激光雷达(LiDAR)市场所需的更短脉冲(甚至达到10ns)以及更大电流,Tektronix接下来将进一步朝着缩小体积以及更短脉冲的开发方向前进。

2601B-PULSE System SourceMeter采用全新PulseMeter技术,能够满足VCSEL和LiDAR的发展需求(来源:Tektronix)

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