PulseMeter技术加速VCSEL测试-电子发烧友网

自从苹果iPhone X导入3D传感技术，引爆其中所使用的关键元件——VCSEL大放异彩，让人脸识别、自动驾驶以及虚拟现实/增强现实（VR/AR）等各种3D传感应用开始在消费电子和工业领域蓬勃发展，并持续推动对于VCSEL等光电元件的需求。然而，随着许多应用对于3D空间的距离与速度要求提升，也为VCSEL测试带来了诸多挑战。

为了输出高品质的电流脉冲来分析VCSEL晶圆和阵列的光电特性，Tektronix开发出号称“超跑级”的2601B-PULSE System SourceMeter，在单机中整合具有直流（DC）输出和量测功能的高速电流脉冲产生器，并搭载全新的PulseMeter技术，可在10A和10V的电源环境下输出短至10μs的电流脉冲，不仅简化VCSEL测试的复杂度，并将元件的自发热效应降至最低。

当测试VCSEL、激光二极管（LD）等光电元件或进行晶圆级测试时，经常因为电流导入而增加元件的自发热，甚至导致元件或探针损坏而无法有效表征元件特性。然而，“VCSEL的测试趋势是电流驱动越来越大，脉冲要求却越来越短，目前的仪器已经无法符合测试要求。”Tektronix Keithley部门资深技术顾问陈思豪指出，“Tektronix在与台湾系统整合商合作的过程中发现，工程师需要一款测试VCSEL的专用仪器，协助他们在需要的电流强度下产生微秒级上升时间的短脉冲宽度。”

因此，Tektronix在其原有的2601 SMU基础上，配备了高速的电流源，并导入PulseMeter技术，让工程师无需手动调整脉冲输出，即可在很短时间内打出短脉冲并进行测量，无论振幅和脉冲宽度如何，均可确保脉冲完整性。

Tektronix Keithley部门资深技术顾问张志豪介绍，完整的VCSEL测试通常需要搭配多款仪器，包括电流源、SMU以及切换器，而新的2601B“一机搞定”超快速的电流脉冲产生器和完整的SMU功能，让客户不必再手动接线、切换或结合其他仪器，即可直接进行VCSEL的各种电性测试，同时配合高达3μH的装置阻抗，有效降低装置的自发热现象。

相较于竞争对手的仪器通常外挂顺/逆向测试设备，而且还得手动进行切换或调整脉冲，陈思豪说：“PulseMeter提供了自动调整功能，能依据待测物（DUT）的阻抗匹配设定参数条件，为客户打出期望的脉冲，不至于发生过度的脉冲过冲或欠冲而损坏DUT。”实现更快速的上升时间、准确的脉冲输出和完整性。

陈思豪并强调，2601B采用特殊的控制回路系统，支援即时回溯与回馈以取得理想参数，而且是一款内建CPU与DRAM的嵌入式系统，可在仪器中增加测试脚本，从而提供了比现有测试架构更快3~4倍以上的时间。

2601B-PULSE System SourceMeter是专为VCSEL晶圆级测试而开发的，适用于LED测试、半导体装置特性分析、电源管理测试以及突波电流的抑制测试等，目前支援10μs脉冲已能涵盖约95%的主流应用。张志豪指出，因应车用激光雷达（LiDAR）市场所需的更短脉冲（甚至达到10ns）以及更大电流，Tektronix接下来将进一步朝着缩小体积以及更短脉冲的开发方向前进。