源表在硅光领域的测试与应用

1、硅光领域发展趋势

随着5G通信和人工智能应用的快速发展，传统光模块在传输速率、功耗控制和集成度等方面面临更高要求。

硅光技术凭借其CMOS工艺高集成度和低成本优势，逐步成为光通信系统发展的重要方向。该技术在未来高速光模块、共封装光学（CPO）等领域的应用潜力持续显现。

2、硅光领域中典型的测试方案

2.1 测试框图

完整的硅光测试系统需要协同多种仪器设备，构建精密的光电测试平台。典型配置包括：

可调谐激光器：提供精确波长可调的光信号源；

偏振控制器/扰偏仪：模拟真实光纤传输中的偏振态变化；

光开关矩阵：实现多通道测试路径的灵活切换；

光功率计：实时监测光功率稳定性；

耦合器：将光信号耦合至被测器件；

源表(SMU)：为核心光电元件提供偏置并同步测量电学响应。

2.2 测试项目

根据测试需求一般测试如下项目：

3、源表的重要性及挑战

在硅光技术领域，源表已从“可选工具”发展为“不可或缺的核心测试引擎”。它不仅是测量暗电流、电阻等静态参数的标准设备，更是实现光电转换效率量化、硅光器件动态性能表征（如PIV扫描）的关键仪器。凭借其高精度、四象限工作模式以及同步“源”与“表”的能力，源表能够满足硅光器件在微小电流测量、精密偏置电压提供和复杂扫描测试中的严苛要求，从而确保测试数据的可靠性与准确性。

在测试方案中，源表面临以下挑战：

3.1 多通道并行测试需求

现代硅光芯片通常集成数十甚至上百个功能单元，如多路调制器、探测器阵列等。传统单通道源表需要多台堆叠，导致系统复杂、成本高昂且同步困难。测试效率成为产能提升的瓶颈。

3.2 nA级微弱电流测量挑战

硅光探测器在低光照条件下的暗电流通常要求测量精度达到nA级别。环境噪声、电缆漏电流、温度漂移等因素都会影响测量准确性，对源表的灵敏度和稳定性提出极高要求。

3.3 多仪器同步复杂性

光功率计、激光器、开关矩阵等设备需要与源表实现微秒级精确同步，确保光电参数的时间关联性。复杂的触发接线和软件协调大大增加了系统集成难度。

4、联讯仪器源表解决方案：精准应对硅光测试挑战

针对上述挑战，联讯仪器推出全系列PXIe源表产品，为硅光测试提供专业解决方案：

S2014C：十二通道精密源表 ，高密度集成

通道优势：单卡提供12个独立通道，支持多路并行测试

精度保证：1pA电流分辨率，满足nA及亚nA级暗电流测试需求

同步性能：支持通过PXI触发总线或前面板DIO端口实现精确同步

S2019C：高功率版本

适用于需要更高驱动电压/电流的硅光器件测试，如大功率Heater驱动等应用场景。

S0342C：高性价比版本

为中等通道数需求提供性价比最优解决方案，保持高性能的同时优化成本。

5、典型案例应用

此案例需要对硅光芯片进行性能验证，测试对象包含8路Heater和12路PD。原方案采用多台台式双通道源表堆叠，至少需10台源表，不仅占用大量空间，线缆连接繁杂，还引入较多噪声与误差，影响测试一致性与良率。

解决方案

采用2张S2014C源表构建24通道测试系统：

卡1：负责8路Heater的电流扫描测试读取电压。

卡2：负责12路PD测试，实现偏置电压施加与电流信号采集。

结语

硅光技术的快速发展，正驱动着测试测量能力向着更高精度和效率升级。联讯仪器依托长期的技术积累与持续的产品创新，能够为相关领域提供稳定、精准的测试解决方案。联讯源表系列产品可满足研发验证与量产测试场景下的使用需求，为行业用户提供可靠的测试支持。

审核编辑 黄宇