1、硅光領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)

隨著5G通信和人工智能應(yīng)用的快速發(fā)展，傳統(tǒng)光模塊在傳輸速率、功耗控制和集成度等方面面臨更高要求。

硅光技術(shù)憑借其CMOS工藝高集成度和低成本優(yōu)勢(shì)，逐步成為光通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。該技術(shù)在未來(lái)高速光模塊、共封裝光學(xué)（CPO）等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力持續(xù)顯現(xiàn)。

2、硅光領(lǐng)域中典型的測(cè)試方案

2.1 測(cè)試框圖

完整的硅光測(cè)試系統(tǒng)需要協(xié)同多種儀器設(shè)備，構(gòu)建精密的光電測(cè)試平臺(tái)。典型配置包括：

可調(diào)諧激光器：提供精確波長(zhǎng)可調(diào)的光信號(hào)源；

偏振控制器/擾偏儀：模擬真實(shí)光纖傳輸中的偏振態(tài)變化；

光開(kāi)關(guān)矩陣：實(shí)現(xiàn)多通道測(cè)試路徑的靈活切換；

光功率計(jì)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光功率穩(wěn)定性；

耦合器：將光信號(hào)耦合至被測(cè)器件；

源表(SMU)：為核心光電元件提供偏置并同步測(cè)量電學(xué)響應(yīng)。

2.2 測(cè)試項(xiàng)目

根據(jù)測(cè)試需求一般測(cè)試如下項(xiàng)目：

3、源表的重要性及挑戰(zhàn)

在硅光技術(shù)領(lǐng)域，源表已從“可選工具”發(fā)展為“不可或缺的核心測(cè)試引擎”。它不僅是測(cè)量暗電流、電阻等靜態(tài)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，更是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率量化、硅光器件動(dòng)態(tài)性能表征（如PIV掃描）的關(guān)鍵儀器。憑借其高精度、四象限工作模式以及同步“源”與“表”的能力，源表能夠滿足硅光器件在微小電流測(cè)量、精密偏置電壓提供和復(fù)雜掃描測(cè)試中的嚴(yán)苛要求，從而確保測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性。

在測(cè)試方案中，源表面臨以下挑戰(zhàn)：

3.1 多通道并行測(cè)試需求

現(xiàn)代硅光芯片通常集成數(shù)十甚至上百個(gè)功能單元，如多路調(diào)制器、探測(cè)器陣列等。傳統(tǒng)單通道源表需要多臺(tái)堆疊，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜、成本高昂且同步困難。測(cè)試效率成為產(chǎn)能提升的瓶頸。

3.2 nA級(jí)微弱電流測(cè)量挑戰(zhàn)

硅光探測(cè)器在低光照條件下的暗電流通常要求測(cè)量精度達(dá)到nA級(jí)別。環(huán)境噪聲、電纜漏電流、溫度漂移等因素都會(huì)影響測(cè)量準(zhǔn)確性，對(duì)源表的靈敏度和穩(wěn)定性提出極高要求。

3.3 多儀器同步復(fù)雜性

光功率計(jì)、激光器、開(kāi)關(guān)矩陣等設(shè)備需要與源表實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)精確同步，確保光電參數(shù)的時(shí)間關(guān)聯(lián)性。復(fù)雜的觸發(fā)接線和軟件協(xié)調(diào)大大增加了系統(tǒng)集成難度。

4、聯(lián)訊儀器源表解決方案：精準(zhǔn)應(yīng)對(duì)硅光測(cè)試挑戰(zhàn)

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，聯(lián)訊儀器推出全系列PXIe源表產(chǎn)品，為硅光測(cè)試提供專業(yè)解決方案：

S2014C：十二通道精密源表 ，高密度集成

通道優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)慰ㄌ峁?2個(gè)獨(dú)立通道，支持多路并行測(cè)試

精度保證：1pA電流分辨率，滿足nA及亞nA級(jí)暗電流測(cè)試需求

同步性能：支持通過(guò)PXI觸發(fā)總線或前面板DIO端口實(shí)現(xiàn)精確同步

S2019C：高功率版本

適用于需要更高驅(qū)動(dòng)電壓/電流的硅光器件測(cè)試，如大功率Heater驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用場(chǎng)景。

S0342C：高性價(jià)比版本

為中等通道數(shù)需求提供性價(jià)比最優(yōu)解決方案，保持高性能的同時(shí)優(yōu)化成本。

5、典型案例應(yīng)用

此案例需要對(duì)硅光芯片進(jìn)行性能驗(yàn)證，測(cè)試對(duì)象包含8路Heater和12路PD。原方案采用多臺(tái)臺(tái)式雙通道源表堆疊，至少需10臺(tái)源表，不僅占用大量空間，線纜連接繁雜，還引入較多噪聲與誤差，影響測(cè)試一致性與良率。

解決方案

采用2張S2014C源表構(gòu)建24通道測(cè)試系統(tǒng)：

卡1：負(fù)責(zé)8路Heater的電流掃描測(cè)試讀取電壓。

卡2：負(fù)責(zé)12路PD測(cè)試，實(shí)現(xiàn)偏置電壓施加與電流信號(hào)采集。

結(jié)語(yǔ)

硅光技術(shù)的快速發(fā)展，正驅(qū)動(dòng)著測(cè)試測(cè)量能力向著更高精度和效率升級(jí)。聯(lián)訊儀器依托長(zhǎng)期的技術(shù)積累與持續(xù)的產(chǎn)品創(chuàng)新，能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域提供穩(wěn)定、精準(zhǔn)的測(cè)試解決方案。聯(lián)訊源表系列產(chǎn)品可滿足研發(fā)驗(yàn)證與量產(chǎn)測(cè)試場(chǎng)景下的使用需求，為行業(yè)用戶提供可靠的測(cè)試支持。

審核編輯 黃宇