在半导体激光器测试中B2900A的应用
出处:电子系统设计 发布于:2012-08-21 17:03:48
半导体激光器是半导体光电转换器件。如图1所示,半导体激光器由多层材料构成。自下而上包括背电极,衬底,下光限制层,下波导层,有源层,上波导层,上限制层,上电极。不同层由不同的外延材料组成。
如此层状结构是为了达到
1)载流子(电子,空穴)的注入复合发光,
2)光子横向限制,形成光波导的目的。外延完成的层状结构要经过刻蚀工艺,形成脊波导,在脊波导上制备接触电极。
如此脊波导的目的是
1)限制电流侧向扩散,
2)形成光子的侧向波导。制备完的圆片经过解理,镀膜,烧焊,压焊引线等工艺得到待测量的激光器,当向激光器电极注入电流时,激光器PN结两侧的电子和空穴大量的涌入有源区,在有源区电子空穴对复合,产生大量的光子,光子在波导的作用下沿轴方向传播,在激光器端面,反射光形成激射条件,透射光则为激光器输出的激光。
激光器工作特性主要体现在
1)PN结特性,串联电阻,
2)激光器的激射阈值,激光器斜率效率。
这些特性决定了激光器的出光功率PO,功率转换效率ηP,工作寿命等性质。生产和科研过程中经常采用PIV测量方法获得这些重要参数。
半导体激光器PIV特性即对激光器注入电流I时,激光器的出光功率P和激光器两极电压V的响应特性。与普通的PN结二极管等两端器件不同,半导体激光器PIV测试不仅要测量激光器的电压-电流(V-I)特性,重要的是同时完成激光器的功率-电流(P-I)特性的测试。因此,半导体激光器PIV测试系统包括精密电流源,电压表,功率计和负责控制、仪器间通讯、数据采集和处理的软件部分。传统的PIV测试系统由分立的电流源(集成有电压表),电流计和控制软件组成。电流源用于提供激光器注入电流和测量电压,电流计连接积分球用于测量激光器功率,电流源和电流计通过GPIB端口与软件联接,完成测量触发,数据传输等任务。
复杂的PIV测试系统存在很多问题,包括
1)测量速度不高,单位时间内测量的点数少,增加了测量耗时;
2)系统的稳定性差,由GPIB端口连接的仪器间会出现数据传输阻塞的问题,系统容易瘫痪;
3)系统的可控性差,测量速度、扫描点数,扫描方式不可根据测量要求进行调整。在大量的半导体激光器光电测试过程中,传统的PIV测试系统出现了效率低、可靠性、可控性差的问题。
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