復雜的PIV測試系統(tǒng)存在很多問題，包括1）測量速度不高，單位時間內(nèi)測量的點數(shù)少，增加了測量耗時；2）系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，由GPIB端口連接的儀器間會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸阻塞的問題，系統(tǒng)容易癱瘓；3）系統(tǒng)的可控性差，測量速度、掃描點數(shù)，掃描方式不可根據(jù)測量要求進行調(diào)整。在大量的半導體激光器光電測試過程中，傳統(tǒng)的PIV測試系統(tǒng)出現(xiàn)了效率低、可靠性、可控性差的問題。

　　B2900A 集成PIV測試系統(tǒng)

　　B2900A集成PIV測試系統(tǒng)（簡稱 集成PIV系統(tǒng)）由本實驗組自行設計搭建，采用精密源測量單元 SMU和積分球探測器組合系統(tǒng)進行PIV測試。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、高、可靠性好、速度快，提高生產(chǎn)效率的同時也增加了測試和可靠性，降低了大量測試的成本。集成PIV系統(tǒng)由系統(tǒng)主要由B2900A雙通道精密源測量單元SMU、積分球、夾具及軟件組成。B2900A 的一個通道 CH1 作為激光器的電流源同時測量激光器的電壓V。LD的激射出光耦合入積分球，由積分球探測器轉(zhuǎn)化成光電流進入 B2900A 的另一個通道CH2，用B2900A CH2測得的光電流乘以積分球探測器功率電流轉(zhuǎn)換系數(shù)就得到了激光器的出光功率。B2900A由USB端口與PIV測量軟件連接，完成測量控制和數(shù)據(jù)采集。圖3為實驗連接圖。測量時，通過PIV測試軟件設置測試的參數(shù)，CH1和CH2內(nèi)部同時觸發(fā)進行PIV測量，數(shù)據(jù)通過USB端口實時的返回軟件。通過軟件界面可以實時的觀測激光器的動態(tài)特性。同時，可以根據(jù)軟件測量數(shù)據(jù)快速的分析出每個激光器的特性參數(shù)，包括正向壓降 、光功率、閾值電流、拐點等參數(shù)。

　　圖表 3  a）PIV系統(tǒng)實驗連接圖

b）芯片連接圖

　　集成PIV系統(tǒng)在進行大量激光器PIV測試過程中突現(xiàn)出易操作、高、高效率、高可靠等優(yōu)越性能。激光器的所有測試參數(shù)都可以在軟件界面上輕松設置，包括電流源電壓源切換，直流脈沖切換，電流范圍，限制電壓，掃描方式，掃描點數(shù)，掃描時間及速度等。這使得不同測設條件間參數(shù)調(diào)整方便快捷。其次，B2900A精密源測量單元的電流測量可以達到0.1nA。在高阻半絕緣結(jié)構(gòu)（107~8Ω）測量時，在較小的驅(qū)動電壓（<1V）下就可以的測量出高阻結(jié)構(gòu)的電阻值。同時，激光器的功率與電壓電流同步測量，無需外部協(xié)同觸發(fā)。掃描測量時，8 秒內(nèi)可以完成大于 400 點的測量。

　　圖表 4 PIV系統(tǒng)參數(shù)設置圖

　　圖表 5 PIV系統(tǒng)繪圖窗口

　　集成PIV系統(tǒng)的可擴充性也是其在半導體激光器研發(fā)領域應用中的突出的優(yōu)點。集成PIV系統(tǒng)的硬件部分，包括B2900A精密測量單元，測量平臺，由GPIB或USB等端口與計算機連接。因此，集成PIV系統(tǒng)硬件部分可以配合用戶通過 National Instrument 等軟件平臺編寫的測試軟件程序，完成用戶需要的，更為復雜的測量任務。

　　在半導體激光器的生產(chǎn)和研發(fā)過程中，要對半導體激光器芯片進行大量的PIV測試。相比傳統(tǒng)的分立復雜的PIV測試系統(tǒng)，B2900A精密測量單元集成的PIV測試系統(tǒng)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，高，可靠性強，測量迅速等優(yōu)勢，大大降低了激光器芯片PIV性能測量的操作成本，時間成本，同時增加了PIV測量的靈活性。B2900A精密測量單元將會在半導體激光器生產(chǎn)和科研等領域得到廣泛的應用。