Instrument Systems auf der Laser WoP

Rundum-Charakterisierung von Laserdioden

22. April 2022, 14:00 Uhr | Nicole Wörner
Der LIV-Test ist eine schnelle und einfache Methode, um die wesentlichen Performance-Parameter von Laserdioden zu ermitteln.
Der LIV-Test ist eine schnelle und einfache Methode, um die wesentlichen Performance-Parameter von Laserdioden zu ermitteln.
© Instrument Systems

LIV-Testsysteme (Licht, Strom, Spannung) bilden einen Schwerpunkt auf dem Messestand von Instrument Systems auf der diesjährigen Laser - World of Photonics.

Der LIV-Test ist eine schnelle und einfache Methode, um die wesentlichen Performance-Parameter von Laserdioden zu ermitteln. Er kombiniert zwei Messkurven in einer Grafik. Die L/I-Kurve zeigt die Abhängigkeit der optischen Lichtintensität des Lasers vom Betriebsstrom und dient zur Bestimmung von Betriebspunkt und Schwellenstrom. Die V/I-Kurve zeigt die am Laser anliegende Spannung in Abhängigkeit vom Betriebsstrom. Berechnet man hieraus die Ableitungsfunktionen, sind Anomalien (Kinks) der Laserdioden noch eindeutiger zu erkennen.

LIV-Testsysteme bestehen in der Regel aus Photodiode, Ulbricht-Kugeln und Source-Measure-Units (SMUs). In Kombination mit einem Spektralradiometer lassen sich zusätzlich spektrale Eigenschaften der Laserdioden wie Peak-Wellenlänge und Halbwertsbreite (FWHM) bestimmen. Diese Größen zeigen häufig eine Abhängigkeit vom Betriebsstrom. Das kann für ein VCSEL mit zunehmendem Betriebsstrom eine Verschiebung der Peak-Wellenlänge zu höheren Wellenlängen hin bedeuten (siehe Bild). Je nach Lasertyp und Anforderung ist weitere Messtechnik erforderlich.

Mit steigender Temperatur nimmt die Effizienz von Laserdioden oft signifikant ab. Deshalb ist für Applikationen zum Beispiel im Automotive-Bereich eine temperaturabhängige Analyse relevant. Die Software SpecWin Pro unterstützt hierzu die Anbindung einer externen Temperatur-Einheit für Tests von 15 bis 150 °C. Für einige Anwendungen ist auch ein gepulster Betriebsmodus der VCSEL-Arrays erforderlich. Große Unterschiede zwischen der kontinuierlichen und der gepulsten L/I-Kurve deuten auf eine schlechte Die-Befestigung oder einen Leckstrom hin und somit auf eine mindere Laserqualität.

Für Messungen im Nanosekundenbereich eignet sich der Pulsed-VCSEL-Tester (PVT). Die Kamerasysteme der VTC-Serie ermöglichen eine umfassende Charakterisierung des Strahlprofils im Nah- und Fernfeld sowie der Polarisationseigenschaften. Mit dem LEDGON steht ein Benchtop-Goniometer zur Verfügung, um die Abstrahlcharakteristik von Laserdioden winkelaufgelöst zu bestimmen.

Instrument Systems auf der Laser - World of Photonics, Halle A6, Stand 221

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