VCSEL Produktionstest

Komplette Charakterisierung gepulster VCSEL

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Stabiles Komplettsystem zur VCSEL-Fertigungskontrolle

In der Fertigungskontrolle von Laserdioden/VCSEL ist eine hohe Genauigkeit und Stabilität entscheidend für die Wahl des Messsystems. Die zuverlässige und präzise Erfassung der optischen Eigenschaften und des zeitlichen Pulsverhaltens ist Voraussetzung für eine reproduzierbare Charakterisierung und Sortierung der Laserdioden im Produktionsprozess.

Basierend auf den hochauflösenden Varianten der Spektralradiometer der CAS-Serie bietet Instrument Systems neben dem VCSEL-Labormessplatz mehrere optimal auf die VCSEL-Charakterisierung in der Produktion abgestimmte Komplettlösungen an, darunter mit dem PVT 200 auch ein Messsystem speziell für die zeitaufgelöste Messung von Nanosekundenpulsen.

Der modulare Aufbau aller Messlösungen von Instrument Systems und die hervorragende spektrale Auflösung der CAS-HR-Serie (CAS 140CT-HR, CAS 120-HR) ermöglichen vielfältige Anwendungen. Durch Integration einer rückführbar absolut kalibrierten Photodiode wird die Strahlungsleistung als unmittelbare Messgröße ausgegeben, was für die Genauigkeit der Messung von größter Bedeutung ist.

Key Features:

  • Array-Spektralradiometer speziell für gepulste Laserdioden/VCSEL
  • Hohe spektrale Auflösung bis zu 0,12 nm
  • Zuverlässige und kosteneffiziente Lösung für Produktion und Labor
  • Optionale Leistungsmessung mit kalibrierter Photodiode
  • Optionale Messung extrem kurzer Pulse bis hinunter auf 1 ns

Anforderungen

Im Produktionsumfeld steht die Einhaltung des hohen Durchsatzes (UPH) und kurzer Taktzeiten im Vordergrund. Laserdioden haben typischerweise eine sehr hohe Leistung in einem sehr schmalen Spektralbereich, so dass eine ausreichende Aussteuerung des Detektors auch bei kurzen Integrationszeiten gegeben ist. Für die taktgenaue Erfassung der relevanten Messergebnisse bei hohem Durchsatz ist daher ein Messsystem mit möglichst kurzer Messzeit notwendig.

Insbesondere bei der Charakterisierung sehr kurzer und hochfrequenter Pulse wird anspruchsvolle Elektronik benötigt, da sowohl die kurzen Pulse bei Strömen von 10 A und mehr erzeugt, als auch die Messdaten mit Sampling-Raten von mehreren Gigahertz erfasst werden müssen.

Systemkonfiguration

Die Komplettsysteme von Instrument Systems für die schnelle und präzise Bestimmung der Strahlungsleistung von Laserdioden/VCSEL in der Produktion bestehen typischerweise aus folgenden Komponenten:

Komponente

Beschreibung

Array-Spektralradiometer

Hochauflösendes CAS 140CT-HR mit bis zu 0,2 nm spektraler Auflösung als High-end-Messlösung mit gekühltem CCD-Detektor für höchste Stabilität, z.B. in einem Referenzsystem.

 

Hochauflösendes CAS 120B-HR mit bis zu 0.12 nm spektraler Auflösung als gleichzeitig performante und kosteneffiziente Alternative zum CAS 140CT-HR.

Ulbricht-Kugel

ISP 75 und ISP 100 mit kleinen Innendurchmessern. Der kleine Formfaktor ist besonders für den Einbau in Handler- und Prober-Systeme geeignet. 

Optional: ISP 100 mit variabler Portkonfiguration zum Anschluss von Spektrometern und Photodioden, für die Bestimmung von Leistung oder Pulsform der Laserdioden und mit Möglichkeit der Erfassung von extrem kurzen Pulsen bis hinunter zu 1 ns Pulsdauer (System PVT 200).

Alternative: ISP 150L mit 150 mm Innendurchmesser und 50 mm Durchmesser des Messports für größere Lasermodule/-arrays und der Möglichkeit einer Selbstabsorptionskorrektur mittels integrierter Hilfslichtquelle.

KalibrierungAuf nationale Standards wie PTB oder NIST rückführbare Kalibrierung.

Elektronik

Treiber-Elektronik zur Erzeugung kurzer Pulse (  1 ns) bei hohen Strömen (bis 15A). Samplingelektronik (bzw. Oszilloskop) für die Signalerfassung der schnellen Photodiode.

Software

CAS.dll und SDK für die Einbindung in kundenspezifische Produktionsabläufe.

IR Referenz-LED (optional)

Referenz-LEDs ACS-570-15, 570-17 mit 860 nm und 950 nm. In Kombination mit der eigens entwickelten PSU 10-Stromquelle ist hiermit ein hochstabiles Referenzsystem verfügbar.

Individuelle Konfiguration

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Beispielanwendungen