CN216646688U - 一种半导体激光器伏安特性分析测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于公开了一种半导体激光器伏安特性分析测试装置，包括程控源表，程控源表连接有连接器，连接器用于连接TO激光器，程控源表与计算机控制器相连；所述程控源表按设定要求通过连接器为TO激光器提供电压电流，并测量记录通过TO激光器的电压电流，将测量值转换后发给计算机控制器。本实用新型的有益效果是：可以同时完成正向和反向电压‑电流曲线扫描，提高了测试效率，可保存扫描曲线原始数据，并可按需求对数据进行关键参数提取及分析，提高了测试结果的准确性。

Description

一种半导体激光器伏安特性分析测试装置

技术领域

本实用新型属于半导体激光器测试技术领域，尤其涉及一种半导体激光器伏安特性分析测试装置。

背景技术

在半导体激光器性能测试和分析需求中，激光器的伏安特性尤为重要，特别是在激光器失效后的测试分析中，激光器的伏安特性能够非常直观的反应激光器芯片PN结的状况，对判断芯片性能以及失效机理有着非常重要的参考作用。在测试过程中，对待测器件的保护也是不可忽视的重要方面，要避免在测试过程中由于过大的电流或者电压对待测器件造成不可逆的损伤。除此之外，提取和保存测试数据，以方便后续对器件性能进行准确地分析也是一个非常重要的方面。因此能够便捷、安全、准确地测量和直观地展示半导体激光器伏安特性参数和曲线的测试系统或装置，对芯片性能的分析有着很大的帮助。

目前行业内已有的二极管伏安特性测试的设备主要是晶体管图示仪，其操作面板复杂、设置繁琐，存在以下缺陷：

1.图示仪通过接入高阻值的电阻来达到限流保护的作用，限流电阻阻值选择太高，影响测量精度，选择太低，对芯片的保护作用降低，损伤待测器件可能性降低。

2.图示仪通过示波器来显示测量曲线，测试结果通过显示屏上的刻度来估读，并且受电子束聚焦的影响，测试结果的估读准确性低。

3.图示仪显示曲线无法保存成数据做进一步的分析。

4.图示仪扫描电压范围太大，对于半导体激光器来说安全性低。

5.针对半导体激光器分析测试，晶体管图示仪功能冗余，成本高。

综上所述，迫切需要一种半导体激光器伏安特性分析测试装置来实现同时完成正向和反向电压-电流曲线扫描，保存扫描曲线原始数据，并可按需求对数据进行关键参数提取及分析，提高了测试结果的准确性。

发明内容

为克服上述现有技术缺陷，本实用新型提供一种半导体激光器伏安特性分析测试装置。

本实用新型所采用的具体技术方案为：

一种半导体激光器伏安特性分析测试装置，包括程控源表，程控源表连接有连接器，连接器用于连接TO 激光器，程控源表与计算机控制器相连；

所述程控源表按设定要求通过连接器为TO 激光器提供电压电流，并测量记录通过TO 激光器的电压电流，将测量值转换后发给计算机控制器。

其中，程控源表是集合了源表和源测量单元产品的电压源和电流源及测量功能的一种新兴的通用工具，比静电计灵敏度更高，噪 声更低，输入阻抗更高。这种独特的性能是通过设置在程控源表远端前置放大器实现的，放大器提供非常灵敏的双向放大器，用于测量或产 生被测试器件的电流，远端前置放大器输出的高电平信号通过线缆发送到控制主机上，使得用户可以直接或者近距离连接该信号，减少线缆噪声的影响；

程控源表可以按照静电计无法达到的速度测量电压、电流与电阻。它可以每秒读取多2000源/测量读数，读入内部存储器中。 可以测量快速小电流，100nA量程可响应 =短至5ms的信号，较大量程可响应几百微秒的信号；

程控源表能以超过2000个读数/秒的速度读至其内存缓冲器，IEEE-488总线输出能每秒发送达75个源/测量读数至外部计算机控制器，包括通过/失效指示，还能提供达2.2W的4象限源，以及微伏电平的测量灵敏度。在高达20V时，能测量从 1pA量程至 100mA量程的电流，可提供200mV至 200V的电压范围，可设置定义了源或阱电压或电流的大值。

本案中采用程控源表作为测试用的电压源和电流源，以及测试记录TO激光器的伏特特性参数的装置，并通过连接器与被测的TO激光器连接，实现了同时完成正向和反向电压-电流曲线扫描，保存扫描曲线原始数据，并可按需求对数据进行关键参数提取及分析，提高了测试结果的准确性。

如图1所示，半导体激光器伏安特性分析测试装置包括程控源表、连接器、计算机控制器：

将待测TO激光器插到连接器上，然后将连接器上对应于TO激光器的正极和负极的引脚分别引出电源线接入高精度程控源表的正极和负极，在程控源表上选择所需的源模式，例如电压源；再设置好待测器件的电流或者电流保护范围，例如设置限流保护；最后根据测试需求，从起始测试电压或者电流开始，按照特定步长，逐点设置电压或者电流，并同时记录源表测量出的待测器件在对应设置电压或者电流下，其工作电流或者电压，完成所有电压或者电流点的测试后，将所得的电压-电流或者电流-电压测试结果绘制出待测器件的伏安特性曲线，并按照特定的算法，计算出待测器件的开启电压，对应于不同测试模式，即电压源模式和电流源模式，其测试流程如图5和图6所示，对应的测试结果示例如图7和图8所示。

作为本实用新型的进一步改进，连接器设有若干个，连接器的管脚插孔数量A≥3。

采用这样的设计，连接器设有若干个可以同时测量多个TO激光机，进一步提高测试效率，而连接器的管脚插孔数量A≥3，使得连接器可以适应不同针脚的TO激光器，即若干个连接器中，连接器的管脚插孔数量有的相同，有的不同，但数量A≥3。

作为本实用新型的进一步改进，一种半导体激光器伏安特性分析测试装置还包括测试台，所述程控源表固定在测试的顶部，所述连接器固定在测试台顶部，并设有防护罩，用以在测试过程中将TO激光器放置在防护罩中。

本改进提供了一种半导体激光器伏安特性分析测试装置实现方式，将程控源表和连接器固定在测试台上，便于实现多个连接器的有序排列，使得测试现场规整，便于记录管理，同时也方便对程控源表和其他设备提供电源和网络信号线连接等，便于操作，防护罩，用以在测试过程中将TO激光器放置在防护罩中，可以防止在测试过程中T0激光器被意外损坏，保证测试的顺利进行，减少意外损失。

优选的，所述连接器设有五组，每组设有两个连接器。

作为本实用新型的进一步改进，所述程控源表连接有远端前置放大器，用以完成激光器的电流或者电压的扫描和记录。程控源表远端前置放大器，远端前置放大器提供非常灵敏的双向放大器，用于测量或产 生被测试器件的电流，远端前置放大器输出的高电平信号通过线缆发送到控制主机上，使得用户可以直接或者近距离连接该信号，减少线缆噪声的影响。

作为本实用新型的进一步改进，所述远端前置放大器与计算机控制器连接，利用扫描得到的原始特性数据完成激光器特性参数的提取分析并将结果显示在显示器上。远端前置放大器将电压或者电流点的测试后，将所得的电压-电流或者电流-电压测试结果可以二进制读数格式发送给计算机，绘制出待测器件的伏安特性曲线，并按照特定的算法，计算出待测器件的开启电压，开启电压和伏安特性曲线显示在显示屏上；所得的电压-电流或者电流-电压测试结果也可以显示在程控源表的显示屏上，采用人工描点的方式绘制伏安特性曲线，并按照特定的算法，计算出待测器件的开启电压。

优选的，计算机控制器利用提取分析的结果绘制成伏安特性，并显示在显示器上。

本实用新型的积极效果是：

1.同时完成正向和反向电压-电流曲线扫描，提高了测试效率。

2.可保存扫描曲线原始数据，并可按需求对数据进行关键参数提取及分析，提高了测试结果的准确性。

3.程控源表有专门的限流保护设置，可以针对不同待测器件灵活设置，保证测试的安全性以及实现对待测器件的保护作用。

附图说明

图1是本实用新型一种半导体激光器伏安特性分析测试装置构成示意图；

图2是本实用新型一种半导体激光器伏安特性分析测试装置三维结构示意图；

图3是图2中所示本实用新型一种半导体激光器伏安特性分析测试装置A处放大图；

图4是本实用新型一种半导体激光器伏安特性分析测试装置连接器插头的结构示意图；

图5是本实用新型电压源模式测试流程图；

图6是本实用新型电流源模式测试流程图；

图7是本实用新型电压模式测试结果示例图；

图8是本实用新型电流模式测试结果示例图；

图例说明：1—显示器， 2—主机， 3—程控源表，4—连接器，5—TO激光测试器，6—接线器， 7—测试台， 8—连接器组件， 801—连接器壳体， 802—接线端子， 803—连接器插头，8031—管脚插孔，8032—管脚插孔护罩，8033—固定轴，8034—线束，9—测试台顶板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述：

具体实施例：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

具体实施例一：

一种半导体激光器伏安特性分析测试装置，包括测试台7，测试台的顶部设有测试台顶板9，测试台顶板9的左侧设有线缆，连接在接线器6上，再通过接线器6分接到程控源表3和主机2上，主机2和程控源表3通过数据连接，程控源表3的左侧连接有五组连接器组件8，每组连接器组件8中包含有两个管脚插孔数量相同的连接器插头803，连接器组件8设有电路板，连接器插头803固定在电路板上，并通过连接器壳体801封装，连接器组件8设有界线端子802，界与线端子802程控源表3连接，提供所需的电压和电流，连接器插头803设有两个管脚插孔数量相同管脚插孔8031，管脚插孔8031封装在管脚插孔护罩8032内，并通过固定轴8033固定在连接器组件8内的电路板上，其尾部设有线束8034与接线端子802连接，用来获取电压和电流供给TO激光器。

具体使用时：

将待测TO激光器5插到管脚插孔8031上，然后将管脚插孔8031上对应于TO激光器的正极和负极的引脚分别引出电源线接入高精度程控源表3的正极和负极，在程控源表3上选择所需的源模式，例如电压源；再设置好待测器件的电流或者电流保护范围，例如设置限流保护；最后根据测试需求，从起始测试电压或者电流开始，按照特定步长，逐点设置电压或者电流，并同时记录源表3测量出的待测器件在对应设置电压或者电流下，其工作电流或者电压，完成所有电压或者电流点的测试后，将所得的电压-电流或者电流-电压测试结果显示在程控源表3的显示屏上，并以二进制的性质将结果发送给计算机主机，在计算机主机内的计算机控制器的分析下，绘制出待测器件的伏安特性曲线，并按照特定的算法，计算出待测器件的开启电压。

对应于不同测试模式，即电压源模式和电流源模式，其测试流程如图5和图6所示，对应的测试结果示例如图7和图8所示。

具体实施例二：

在具体实施例一的基础上，完成所有电压或者电流点的测试后，将所得的电压-电流或者电流-电压测试结果显示在程控源表3的显示屏上，采用人工描点的方式绘制伏安特性曲线，并按照特定的算法，计算出待测器件的开启电压。

具体实施例三：

在上述实施例的基础上，程控源表3的左侧连接有五组连接器组件8，每组连接器组件8中包含有两个管脚插孔数量相同的连接器插头803，且相邻的连接器插头803的管脚插孔数量不相同。

具体的，自左向右，连接器插头803的管脚插孔数量依次为3、5、7、7、7.

前述内容已经宽泛地概述出各个实施例的一些方面和特征，其应该被解释为仅是各个潜在应用的说明。其他有益结果可以通过以不同方式应用公开的信息或通过组合公开的实施例的各个方面来获得。在由权利要求限定的范围的基础上，结合附图地参考对示例性实施例的具体描述可获得其他方面和更全面的理解。

此外本实用新型还公开了以下技术方案：

方案一：

程控源表连接有远端前置放大器，用以完成激光器的电流或者电压的扫描和记录。程控源表远端前置放大器，远端前置放大器提供非常灵敏的双向放大器，用于测量或产生被测试器件的电流，远端前置放大器输出的高电平信号通过线缆发送到控制主机上，使得用户可以直接或者近距离连接该信号，减少线缆噪声的影响。

上述实施例对本实用新型做了详细说明。当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述例子，相关技术人员在本实用新型的实质范围内所作出的变化、改型、添加或减少、替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种半导体激光器伏安特性分析测试装置，其特征在于，包括程控源表，程控源表连接有连接器，连接器用于连接TO 激光器，程控源表与计算机控制器相连；

所述程控源表按设定要求通过连接器为TO 激光器提供电压电流，并测量记录通过TO激光器的电压电流，将测量值转换后发给计算机控制器。

2.根据权利要求1所述一种半导体激光器伏安特性分析测试装置，其特征在于，连接器设有若干个，连接器的管脚插孔数量A≥3。

3.根据权利要求2所述一种半导体激光器伏安特性分析测试装置，其特征在于，还包括测试台，所述程控源表固定在测试的顶部，所述连接器固定在测试台顶部，并设有防护罩，用以在测试过程中将TO激光器放置在防护罩中。

4.根据权利要求3所述一种半导体激光器伏安特性分析测试装置，其特征在于，所述连接器设有五组，每组设有两个连接器。

5.根据权利要求1至4其中任意一项所述一种半导体激光器伏安特性分析测试装置，其特征在于，所述程控源表连接有远端前置放大器，用以完成激光器的电流或者电压的扫描和记录。

6.根据权利要求5所述一种半导体激光器伏安特性分析测试装置，其特征在于，所述远端前置放大器与计算机控制器连接，利用扫描得到的原始特性数据完成激光器特性参数的提取分析并将结果显示在显示器上。

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