VCSEL 激光二极管的完全表征
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VCSEL / 激光器
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激光二极管和 VCSEL 推动技术发展
激光二极管已成为日常生活和工业应用中不可或缺的部分，促进了新应用和技术的发展。包括：
- 消费电子产品中的人脸和手势识别
- 车载 LiDAR（光检测和测距）
- 采用高性能激光二极管实施材料加工
VCSEL/激光器测量系统
挑战： 具可追溯性且符合误差容限的激光二极管光谱测量
用于镭射二极体的测量系统必须满足以下特殊要求：
- 高光谱解析度
- 在生产中具备高输送量
- 脉冲镭射二极体光谱测量
- 近场测量：能以二维分析全面表征 VCSEL 阵列
- 远场测量：可测 VCSEL 阵列的空间辐射特性
脉冲测量要求：
- 在非常高的电流下（高达 15A），脉冲长度非常短 (≥ 1 ns)
- 达到几千兆赫的高取样速率
Diversity of the characterization of VCSEL arrays
A wide variety of measurement tasks are required for a comprehensive characterization of VCSEL arrays.
| Measurement | Measurement variable / task |
|
Near-field (single emitter) |
Defects, position, absolute power, beam angle, single emitter wavelength >> Quality fulfillment |
|
Far-field (array) |
Spatial radiation properties >> Ensuring eye safety |
|
VCSEL pulses |
Temporal detection of pulses in the nanosecond range >> Improved signal-to-noise ratio |
|
Spectral power |
Spectrum and power >> Minimum energy consumption |
|
Polarization |
Intensity spots >> Polarization control |
解决方案：Instrument Systems 的高解析度光谱仪
Instrument Systems 的 CAS 140CT-HR 和 CAS 120(B)-HR 高解析度阵列光谱仪是 VCSEL 测量系统中的旗舰产品。它们能够提供高达 0.12 nm 的出色光谱解析度，而且由于积分时间短，它们不仅适合在实验室中使用，还可以在生产环境中支援达到较高输送量。
Instrument Systems 新推出的 VTC VCSEL 测量摄像机，可对 VCSEL 阵列进行 2D 分析。它可以表征单个发射器的缺陷及其位置、功率及发射特性。结合了高解析度的 CAS 光谱辐射仪，VTC VCSEL 摄像机便可测量单个发射器的波长。再加上透射萤幕，即可将此测量系统升级为产缐专用系统，用于远场测量 VCSEL 发射器的辐射特性。若结合光强角度测试仪，例如 LGS 350，即可进行实验室的远场测量。
Instrument Systems 的 VCSEL 测试系统通过积分球及可溯源至 PTB 或 NIST 的光谱辐射仪来确定辐射功率。带平场校准的 VTC 摄像机，始终确保较高的测量精度。
PVT 110 多合一测量系统，用于测量纳秒级脉冲
针对 VCSEL 的纳秒脉冲测量，Instrument Systems 专门开发了 PVT 110 多合一系统。该系统通过使用不同的光电二极体进行功率测量和快速脉冲表征，且能够快速测量和分析所有产生的资料流程，应用范围非常广泛。
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