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VCSEL常见测试参数特性分析

VCSEL器件广泛应用于3D人脸识别和距离传感。当VCSEL阵列用于TOF模组，特别是激光雷达一类的dTOF系统时，VCSEL在窄脉冲情况下的峰值功率、工作电流、工作电压、转化效率、近远场光学特性等参数对于芯片供应商、封装服务商、模组集成商等都非常重要。

VCSEL和VCSEL阵列，包括各种激光二极管标准检测的关键电性能技术参数，常见如激光二极管正向压降(VF )、KinK点测试/线性度测试(dL/dI)、阈值电流(Ith)、输出光功率等(Po)以斜率效率(Es)等。

LIV测试是确定VCSEL关键性能参数的一种快速简单的方法，它将两条测量曲线组合在一个图形中。L/I曲线显示了激光器的光强度对工作电流的依赖性，并用于确定工作点和阈值电流。V/I曲线显示了施加到激光器的电压作为工作电流的函数。通过LIV(光强-电流-电压)测试，可以评估VCSEL绝大多数电参数特性及最佳输出光功率。

窄脉冲LIV测试典型方案

为了满足VCSEL产业链对窄脉冲LIV测试的需求，普赛斯仪表和多应用领域的头部企业进行了深入的探讨，结合产业需求以及自身技术沉淀，推出了PL窄脉冲LIV测试系统，产品具有输出电流脉冲窄(ns级)、输出脉冲电流大(30A)、支持脉宽光峰值功率检测、支持激光器电压测量、超快上升速度等功能。

系统优势

集多表功能于一体：快速脉冲发生器+程控电流源+峰值取样光功率计+脉冲电压表，具有同步性能好、测试速度快等优点；超窄至ns级的脉冲，占

空比可低至0.01%;

脉冲高保真：脉冲无过冲、无振荡；最快脉冲上升时间300A/μs，兼容CW和QCW模式;

更大的测试电流：针对30A以上大功率激光器的测试需求，可以通过并联多达4台普赛斯PL系列设备，提供最大120A、μs级脉宽的驱动电流;

上位机测试软件：配置专用上位机软件，可直接设置多项测试参数，测试完成后自动计算处理数据，实现快速测试，提高测试效率。

PL系列窄脉冲LIV测试系统构成如上图所示：PL系列脉冲源、测试夹具、积分球、光纤、光谱仪等，光谱仪用户可以根据自己的需求选择另购。

测试夹具

正向电压(VF)指工作在一定前向驱动电流的条件下(一般为Ith+20mA)的正向电压值，包括带隙电压VBG及等效串联电阻的压降I*RL 。

阈值电流(I t h )指VCSEL激光器由自发辐射转换到受激辐射状态时的正向电流值，可以通过LIV曲线来测量。

光强度(L)测量对VCSEL的光输出进行测试检验。光强度测量的输出一般以mW为单位。需要一个经过校准的积分球+光纤+探测器组成，在VCSEL光谱特性等光学参数项目测量中，测试机仍需要电流源为器件供电，推荐使用普赛斯PL系列窄脉冲测试系统集成使用，PL系列作为恒流电流源也可同时为光谱仪、其他自动化设备、扩展接口等提供I/O接口及合理设计的测试夹具，从而实现测试机的全参数自动化测试。