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AvaSpec光譜儀在VCSEL技術(shù)發(fā)展中的應(yīng)用

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垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)是一種基于半導(dǎo)體技術(shù)的光源,可以采用分子束外延(MBE)或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)等標(biāo)準(zhǔn)薄膜沉積技術(shù)在砷化鎵(GaAs)晶片上沉積薄膜來進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn),VCSEL從其上表面發(fā)射相干光束。
與邊緣發(fā)射激光器相比,VCSEL激光器的垂直腔設(shè)計(jì)具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 邊緣發(fā)射激光器在沉積工藝完成并從晶片上模切成器件之前是不能進(jìn)行測(cè)試的。 一旦晶片或薄膜中存在缺陷,就會(huì)浪費(fèi)制造時(shí)間和材料。 而VCSEL不但可以使用普通半導(dǎo)體薄膜沉積方法進(jìn)行大批量生產(chǎn),而且可以在生產(chǎn)的各個(gè)階段進(jìn)行測(cè)試,包括對(duì)整個(gè)晶片進(jìn)行測(cè)試,這樣就可以在一個(gè)三英寸晶片上同時(shí)對(duì)上千個(gè)VCSEL進(jìn)行測(cè)試,從而提高了生產(chǎn)效率,并降低了生產(chǎn)成本。
很多VCSEL制造商和集成商都使用Avantes公司的AvaSpec光譜儀來測(cè)試VCSEL的性能,通常AvaSpec-ULS3648-USB2,AvaSpec-ULS4096CL-EVO和新型Mini4096CL這三款光譜儀被用于VCSEL測(cè)試。許多客戶發(fā)現(xiàn)Avantes的光譜儀在VCSEL的許多常規(guī)測(cè)試中可以替代昂貴的光譜分析儀(OSA)。由于目前生產(chǎn)的大多數(shù)VCSEL都是位于近紅外波段,因此Avantes的光譜儀都會(huì)采用閃耀波長(zhǎng)在近紅外波段的高分辨率光柵(1200或1800線對(duì)數(shù))。被測(cè)VCSEL的高固有功率允許光譜儀使用5或10微米的狹縫以達(dá)到高分辨率,但可能會(huì)導(dǎo)致一定程度上的信號(hào)衰減。Avantes光譜儀被客戶稱贊的主要優(yōu)勢(shì)包括高分辨率,高靈敏度,高像素?cái)?shù),軟件易于集成,可以實(shí)現(xiàn)高速測(cè)試。

在這個(gè)應(yīng)用中,Avantes光譜儀被用于測(cè)量VCSEL的各種典型參數(shù),包括光譜峰值波長(zhǎng),質(zhì)心波長(zhǎng),邊模抑制比,半高全寬(FWHM)和RMS光譜帶寬。一些VCSEL采用脈沖工作模式,這時(shí)AvaSpec光譜儀的時(shí)序測(cè)量能力使之適合測(cè)量這種類型的VCSEL。 AS5216 USB2電路板和AS7010 USB3 /以太網(wǎng)電路板都能夠發(fā)送TTL信號(hào)或接收TTL外觸發(fā)信號(hào),以控制采集脈沖信號(hào)的時(shí)序參數(shù)。

Avantes還有多樣的采集附件用于VCSEL測(cè)量,除了標(biāo)準(zhǔn)光纖跳線外,還有余弦校正器和積分球,可以針對(duì)各種尺寸和功率的VCSEL提供其發(fā)光特性的測(cè)試方案。
 

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