VCSEL 激光二極管的完全表徵
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VCSEL / 激光器
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激光二極管和 VCSEL 推動技術發展
鐳射二極體已成為日常生活和工業應用中不可或缺的部分，促進了新應用和技術的發展。包括：
- 消費電子產品中的人臉和手勢識別
- 車載 LiDAR（光檢測和測距）
- 採用高性能鐳射二極體實施材料加工
VCSEL/激光器測量系統
挑戰： 具可追溯性且符合誤差容限的激光二極管光譜測量
用於鐳射二極體的測量系統必須滿足以下特殊要求：
- 高光譜解析度
- 在生產中具備高輸送量
- 脈衝鐳射二極體光譜測量
- 近場測量：能以二維分析全面表徵 VCSEL 陣列
- 遠場測量：可測 VCSEL 陣列的空間輻射特性
脈衝測量要求：
- 在非常高的電流下（高達 15A），脈衝長度非常短 (≥ 1 ns)
- 達到幾千兆赫的高取樣速率
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 |
解決方案：Instrument Systems 的高解析度光譜儀
Instrument Systems 的 CAS 140CT-HR 和 CAS 120(B)-HR 高解析度陣列光譜儀是 VCSEL 測量系統中的旗艦產品。它們能夠提供高達 0.12 nm 的出色光譜解析度，而且由於積分時間短，它們不僅適合在實驗室中使用，還可以在生產環境中支援達到極高輸送量。
Instrument Systems 新推出的 VTC VCSEL 測量攝像機，可對 VCSEL 陣列進行 2D 分析。它可以表徵單個發射器的缺陷及其位置、功率及發射特性。結合了高解析度的 CAS 光譜輻射儀，VTC VCSEL 攝像機便可測量單個發射器的波長。再加上透射螢幕，即可將此測量系統升級為產線專用系統，用於遠場測量 VCSEL 發射器的輻射特性。若結合光強角度測試儀，例如 LGS 350，即可進行實驗室的遠場測量。
Instrument Systems 的 VCSEL 測試系統通過積分球及可溯源至 PTB 或 NIST 的光譜輻射儀來確定輻射功率。帶平場校準的 VTC 攝像機，始終確保較高的測量精度。
PVT 110 多合一測量系統，用於測量納秒級脈衝
針對 VCSEL 的納秒脈衝測量，Instrument Systems 專門開發了 PVT 110 多合一系統。該系統通過使用不同的光電二極體進行功率測量和快速脈衝表徵，且能夠快速測量和分析所有產生的資料流程，應用範圍非常廣泛。
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