Page 55 - 企業轉型腳步不停歇2022年數位優先世界成形
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TEST & MEASUREMENT
安裝在TEC，並在模組系統或封 裝中執行時，其溫度可以保持在 ±0.005°C範圍內。在典型沒有冷 卻的非脈衝式LIV測試中，自熱會 影響雷射的電和光效能。內部溫度 位移會改變前向電壓下跌、動態電 阻、量子效率和其他特點。在持續 時間短的脈衝中，雷射二極體的平 均功耗產生的熱效應最小。
另一類問題是脈衝式LIV特性 很好，但卻無法通過非脈衝式測 試。一般而言，這些裝置會在雷射 啟動後幾微秒內在光學上變得不 穩定，同時伴隨著光輸出下跌到 預計光功率的幾分之一。因此，在 適當的生產階段比較脈衝式LIV掃 描與非脈衝式LIV掃描，可以更完 整地指示DUT效能及模組和封裝 中內建的熱量管理裝置的效果。
為最佳化拐點偵測，LIV掃描 中相鄰電流階躍之間的脈衝特點 差異必須盡可能確定，如圖2所 示。
脈衝參數
脈衝式LIV測試的最大源訊 號振幅一般會超過雷射二極體或 VCSEL標稱工作電流的兩倍。對早 期測試，通常使用500ns~50μs的 脈 衝 寬 度 ，工 作 週 期 一 般 會 ≤ 3 % 。 電流可以在數十毫安培到數安培。 此測試條件是因為我們要盡可能 地降低平均功耗，同時縮短測試持 續時間。這可能會對系統提出很高 的需要，特別是在阻抗匹配方面。
正確測試雷射二極體或VCSEL 要求正確形狀的電流脈衝，應相當 迅速地達到全部電流(但不要過快 而導致過衝和振鈴)，然後要保持 平坦足夠的時間，確保結果準確地 表示雷射二極體的真實輸出。脈衝 式LIV測試中的第一個挑戰，是提 供擁有適當的振幅、持續時間、工
高電流脈衝的上升時間和下 降時間應夠短，以保證電流脈衝
作週期及上升時間和下降時間的 恆定電流脈衝。
傳送電流脈衝有兩種常用方 法:將脈衝式恆定電流源直接耦 合到雷射二極體，使用驅動已知 電阻的脈衝式恆定電壓源。在這 兩種方式中，脈衝式電流源的確 定性更好。
脈衝傳送和電纜電感
2022年1月 | www.eettaiwan.com
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然而，我們發現，脈衝式LIV 效能差的VCSEL或雷射二極體可 能會通過非脈衝式測試。這些有 問題的裝置通常會在光纖資料通 訊系統使用的雷射二極體模組中 導致高誤碼率，或在以VCSEL為基 礎的車用光達(LIDAR)系統中導致 偵測問題。
圖2:VCSEL上1A、2.5A、5A、7.5A和10A處振幅掃描。
頂部的平坦時間。上升時間和下降 時間之和應小於總脈寬的30%，以 允許頂部的訊號穩定時間和平坦 時間。另一方面，轉換速率要盡可 能低，以降低高頻頻譜成分，協助 減少脈衝傳輸問題和穩定時間。
同軸電纜廣泛用於將快速訊 號傳送到待測裝置。每條電纜都 有自己的特性電纜阻抗，這種特性 阻抗同時與電容和電感有關。兩者 之間最關鍵的係數是電纜電感，以 提供乾淨的10μs脈衝。計算這個 電感時需要的變數有中心導體直 徑、到外部遮罩層的距離和長度， 如圖3所示。同軸電纜的相對磁導 率通常為1，這取決於絕緣體的材 料。例如，在內徑是1mm，外徑 是3.5mm，長度為1m，相對磁導 率為1時，可計算出同軸電纜的電 感是250nH，這幾乎是同軸電纜 電感的典型值。非遮罩電纜的電 感則要高得多。
