吉時(shí)利2520/KIT1型脈沖激光二極管測(cè)試系統(tǒng)這款系統(tǒng)是專門為脈沖激光二極管(PLD)的特性分析而設(shè)計(jì)的專用解決方案。它集成了脈沖電流源、測(cè)量單元和必要的安全保護(hù)功能，解決了脈沖激光二極管測(cè)試中的獨(dú)特挑戰(zhàn)。

　　KEITHLEY吉時(shí)利2520脈沖式激光二極管測(cè)試系統(tǒng)是一款用于激光二極管制造工藝流程早期測(cè)試的綜合同步測(cè)試系統(tǒng)，尤其是當(dāng)無(wú)法輕易實(shí)現(xiàn)合適的溫度控制時(shí)。KEITHLEY吉時(shí)利2520在一臺(tái)緊湊的半機(jī)架式儀器中，提供了激光二極管脈沖測(cè)試與連續(xù)LIV(光-電流-電壓)測(cè)試所需的全部源與測(cè)量功能。源與測(cè)量的緊密同步確保了較高的測(cè)量精度，能夠?qū)?00ns的最小脈寬進(jìn)行測(cè)試。

　　◆在封裝或主動(dòng)溫度控制之前簡(jiǎn)化了激光二極管LIV測(cè)試

　　◆芯片(chip)或棒料(bar) 階段的激光二極管LIV生產(chǎn)測(cè)試的綜合解決方案

　　◆可通過(guò)編程將掃描(sweep)停在光功率極限上

　　◆針對(duì)脈沖與DC測(cè)試的高精度源與測(cè)量性能的完美結(jié)合

　　◆基于同步DSP的測(cè)量通道確保了高精度的光強(qiáng)度與電壓測(cè)量

　　◆脈寬從 500ns～5ms，占空比可達(dá)4%的可編程脈沖

　　◆脈沖模式電流可達(dá)5A，直流模式可達(dá)1A

　　◆三個(gè)測(cè)量通道14位的測(cè)量精度(VF、前光電二極管、后光電二極管)

　　◆ 測(cè)量算法增強(qiáng)了脈沖測(cè)量的信噪比

　　◆緩沖存儲(chǔ)器高達(dá)1000點(diǎn)的掃描存儲(chǔ)能力，消除了測(cè)試過(guò)程的GPIB流量，增大了測(cè)試產(chǎn)能

　　◆數(shù)字I/O binning與handling操作

　　◆IEEE-488 與 RS-232 接口

　　吉時(shí)利2520/KIT1型脈沖激光二極管測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試應(yīng)用：

　　該系統(tǒng)主要用于對(duì)脈沖激光二極管進(jìn)行靜態(tài)參數(shù)(L-I-V)測(cè)試和動(dòng)態(tài)特性分析。

　　1. 脈沖L-I-V特性測(cè)試(最核心的應(yīng)用)

　　這是評(píng)估任何激光二極管性能的基礎(chǔ)。系統(tǒng)通過(guò)施加一系列脈沖電流(I)，并同步測(cè)量激光二極管兩端的電壓(V)和輸出的光功率(L)，從而生成一系列關(guān)鍵曲線。

　　脈沖L-I曲線(光功率-電流曲線)：

　　◆測(cè)試方法：施加一系列步進(jìn)的脈沖電流，用光功率計(jì)測(cè)量每個(gè)電流點(diǎn)對(duì)應(yīng)的峰值光輸出功率。

　　◆獲取的關(guān)鍵參數(shù)：

　　閾值電流(Ith)：曲線拐點(diǎn)，激光開(kāi)始產(chǎn)生的電流值。這是最重要的參數(shù)之一。

　　斜率效率(Slope Efficiency)：曲線線性部分的斜率，單位是W/A(或mW/mA)，代表激光器的電光轉(zhuǎn)換效率。

　　輸出功率：在特定脈沖電流下的光功率水平。

　　脈沖V-I曲線(電壓-電流曲線)：

　　◆測(cè)試方法：在施加脈沖電流的同時(shí)，測(cè)量激光二極管兩端的正向壓降。

　　獲取的關(guān)鍵參數(shù)：

　　◆開(kāi)啟電壓(Turn-on Voltage)：激光二極管開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)的電壓。

　　◆串聯(lián)電阻(Series Resistance)：由V-I曲線的斜率推導(dǎo)得出，反映了器件的內(nèi)部阻抗。

　　為什么必須是脈沖? 使用短脈沖(低占空比)可以最大限度地減少激光二極管結(jié)區(qū)的發(fā)熱(Joule Heating)，從而測(cè)量出器件在接近常溫下的“真實(shí)”性能。如果使用直流(CW)測(cè)試，熱量會(huì)嚴(yán)重扭曲L-I曲線，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量出閾值電流和斜率效率。

　　2. 波長(zhǎng)與光譜特性分析(需配合光譜儀)

　　雖然2520系統(tǒng)本身不測(cè)量波長(zhǎng)，但它為光譜測(cè)量提供了完美的驅(qū)動(dòng)條件。

　　◆應(yīng)用：將系統(tǒng)的光輸出耦合到一臺(tái)光譜儀或光單色儀中。

　　獲取的關(guān)鍵參數(shù)：

　　◆中心波長(zhǎng)(Center Wavelength)

　　◆光譜寬度(Spectral Width)

　　◆模式跳動(dòng)(Mode Hopping)：觀察在不同驅(qū)動(dòng)電流下，光譜模式是否穩(wěn)定。

　　3. 可靠性測(cè)試與老化實(shí)驗(yàn)

　　◆在研發(fā)和質(zhì)量控制中，需要對(duì)激光二極管進(jìn)行壽命測(cè)試。

　　◆應(yīng)用：系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，以固定的或循環(huán)的脈沖條件驅(qū)動(dòng)激光二極管，并定期(例如每小時(shí))測(cè)量其L-I-V特性。

　　監(jiān)測(cè)的參數(shù)：

　　◆閾值電流的漂移(Ith Shift)：閾值電流隨時(shí)間升高是器件老化的主要標(biāo)志。

　　◆斜率效率的退化(Efficiency Degradation)

　　工作電壓的變化

　　4. 熱特性表征(結(jié)合TEC溫控器)

　　◆激光二極管的性能強(qiáng)烈依賴于溫度。KIT1中的溫控器(TEC)允許您精確控制激光二極管的底座溫度。

　　◆應(yīng)用：在不同溫度(例如10°C, 20°C, 30°C ...)下重復(fù)進(jìn)行脈沖L-I-V測(cè)試。

　　獲取的關(guān)鍵參數(shù)：

　　◆特征溫度(T0)：描述閾值電流對(duì)溫度敏感度的參數(shù)。T0越高，器件對(duì)溫度越不敏感，性能越好。

　　◆溫度對(duì)斜率效率的影響

　　5. 脈沖形狀響應(yīng)分析

　　◆系統(tǒng)可以產(chǎn)生不同形狀的脈沖(如方波、自定義波形)，用于研究激光二極管對(duì)快速電流激勵(lì)的瞬態(tài)光學(xué)響應(yīng)。

　　◆應(yīng)用：觀察光輸出脈沖是否完美復(fù)現(xiàn)了電流脈沖的形狀，是否存在弛豫振蕩(Relaxation Oscillation)或其他的瞬態(tài)現(xiàn)象。這對(duì)于通信和高速調(diào)制應(yīng)用至關(guān)重要。

　　適用的器件類型

　　◆邊發(fā)射激光二極管(EEL)

　　◆垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)

　　◆量子級(jí)聯(lián)激光器(QCL)(需確保2520的電流/電壓范圍滿足要求)

　　◆大功率激光二極管單管和巴條(Laser Bar)(需確保系統(tǒng)功率能力足夠)。