2D LIV、頻譜和VCSEL陣列中個別發射器的光束特性

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2024.1.31
據發現,VCSEL陣列在消費性電子領域有著大量的應用,包括飛行時間(ToF)或3D感測中的結構光源,人臉辨識(FR)、手勢辨識(GR)中的接近照明等等。本研究的重點是對整個VCSEL陣列和其中的每個發射器進行詳細和全面的LIV測試、光譜和波束分析。

\\  對單一發射器進行2D LIV+λ偵測的必要性

  • 對於臉部辨識、3D感測、車內感應、光達和測距等要求嚴格的應用至關重要
  • 調查發射者之間的串擾
  • 並行化測量,減少整體測量時間
LIV曲線是用雷射二極體來確定電氣和光學的工作特性最基本的測量方法。這些曲線建立了閾值電流、坡度效率、翻轉點、是否有任何扭結等。它們被廣泛應用於不同的階段,因為在製造過程的早期識別錯誤的DUTs是至關重要的。
整個VCSEL陣列的LIV特徵

 

  • 從200 mA到1.8 A測量整個陣列的LI和IV曲線

  • 根據LI曲線計算坡度效率、閾值電流和翻轉電流

  • 在IV曲線中,電壓隨預期的電流的增加大致呈線性增加 

整個陣列中所有發射器的LIV特性

 

  • 在此測量中使用的VCSEL陣列由281個發射器組成
  • 測量了每個發射器的斜坡效率和閾值電流
  • 外部發射器具有較高的坡度效率,但閾值電流較低

  • 內部發射器在這兩個量上都有微小的變化

除了LIV曲線外,我們還測量了不同電流下單一發射器(選擇陣列選擇15個發射器)的光譜,與LIV曲線相似。光譜如下圖所示。每個子圖表示一個發射器,其光譜在不同的電流下以顏色編碼(藍色在400 mA到紅色在1.8 A)。我們觀察到在較高的電流下的頻譜位移,高階模式也隨著電流的增加而出現。

\\  結論

我們擴展了現有的一維LIV測試、光譜和光束分析,延申到覆蓋VCSEL陣列裡的每個單一發射器。這種方法不僅實現測量的平行化,縮短總體測量時間,還提供了研究個別發射器之間相互影響的機會。

VTC 4000:靈活、精確的單發射器分析
我們獨特的測量解決方案,具有從客戶那裡定義良好的要求,允許識別陣列中性能不佳或規格不佳的發射器。我們相信,這種全面的表徵單一發射器是至關重要的要求苛刻的應用。這使得VCSEL製造商能夠確保最終產品的合規性,而不會產生任何包裝成本,並加快製造過程。
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