半導體(ti) 激光器是光纖通訊，激光顯示，氣體(ti) 探測等領域中的核心部件，受到全世界科技人員的廣泛關(guan) 注。在半導體(ti) 激光器的生產(chan) 、研發過程中，對激光器的光電特性的測量尤為(wei) 重要，是控製激光器製備工藝的穩定性，激光器性能可靠性的關(guan) 鍵環節。

　　半導體(ti) 激光器是半導體(ti) 光電轉換器件。半導體(ti) 激光器由多層材料構成。自下而上包括背電極，襯底，下光限製層，下波導層，有源層，上波導層，上限製層，上電極。不同層由不同的外延材料組成。如此層狀結構是為(wei) 了達到1）載流子（電子，空穴）的注入複合發光，2）光子橫向限製，形成光波導的目的。外延完成的層狀結構要經過刻蝕工藝，形成脊波導，在脊波導上製備接觸電極。如此脊波導的目的是1）限製電流側(ce) 向擴散，2）形成光子的側(ce) 向波導。製備完的圓片經過解理，鍍膜，燒焊，壓焊引線等工藝得到待測量的激光器，如同2所示。當向激光器電極注入電流時，激光器PN結兩(liang) 側(ce) 的電子和空穴大量的湧入有源區，在有源區電子空穴對複合，產(chan) 生大量的光子，光子在波導的作用下沿軸方向傳(chuan) 播，在激光器端麵，反射光形成激射條件，透射光則為(wei) 激光器輸出的激光。激光器工作特性主要體(ti) 現在1）PN結特性，串聯電阻，2）激光器的激射閾值，激光器斜率效率。這些特性決(jue) 定了激光器的出光功率，功率轉換效率，工作壽命等性質。生產(chan) 和科研過程中經常采用PIV測量方法獲得這些重要參數。

　　半導體(ti) 激光器PIV特性即對激光器注入電流I時，激光器的出光功率P和激光器兩(liang) 極電壓V的響應特性。與(yu) 普通的PN結二極管等兩(liang) 端器件不同，半導體(ti) 激光器PIV測試不僅(jin) 要測量激光器的電壓-電流（V-I）特性，重要的是同時完成激光器的功率-電流（P-I）特性的測試。因此，半導體(ti) 激光器PIV測試係統包括精密電流源，電壓表，功率計和負責控製、儀(yi) 器間通訊、數據采集和處理的軟件部分。傳(chuan) 統的PIV測試係統由分立的電流源（集成有電壓表），電流計和控製軟件組成。電流源用於(yu) 提供激光器注入電流和測量電壓，電流計連接積分球用於(yu) 測量激光器功率，電流源和電流計通過GPIB端口與(yu) 軟件聯接，完成測量觸發，數據傳(chuan) 輸等任務。

　　複雜的PIV測試係統存在很多問題，包括1）測量速度不高，單位時間內(nei) 測量的點數少，增加了測量耗時；2）係統的穩定性差，由GPIB端口連接的儀(yi) 器間會(hui) 出現數據傳(chuan) 輸阻塞的問題，係統容易癱瘓；3）係統的可控性差，測量速度、掃描點數，掃描方式不可根據測量要求進行調整。在大量的半導體(ti) 激光器光電測試過程中，傳(chuan) 統的PIV測試係統出現了效率低、可靠性、可控性差的問題。

　　B2900A集成PIV測試係統

　　B2900A集成PIV測試係統（簡稱集成PIV係統）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係統進行PIV測試。係統結構簡單、精度高、可靠性好、速度快，提高生產(chan) 效率的同時也增加了測試精度和可靠性，降低了大量測試的成本。集成PIV係統由係統主要由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(ge) 通道 CH1 作為(wei) 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，由積分球探測器轉化成光電流進入 B2900A 的另一個(ge) 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換係數就得到了激光器的出光功率。B2900A由USB端口與(yu) PIV測量軟件連接，完成測量控製和數據采集。測量時，通過PIV測試軟件設置測試的參數，CH1和CH2內(nei) 部同時觸發進行PIV測量，數據通過USB端口實時的返回軟件。通過軟件界麵可以實時的觀測激光器的動態特性。同時，可以根據軟件測量數據快速的分析出每個(ge) 激光器的特性參數，包括正向壓降 、光功率 、閾值電流 、拐點 等參數。

　　集成PIV係統在進行大量激光器PIV測試過程中突現出易操作、高精度、高效率、高可靠等優(you) 越性能。激光器的所有測試參數都可以在軟件界麵上輕鬆設置，包括電流源電壓源切換，直流脈衝(chong) 切換，電流範圍，限製電壓，掃描方式，掃描點數，掃描時間及速度等。這使得不同測設條件間參數調整方便快捷。其次，B2900A精密源測量單元的電流測量精度可以達到0.1nA。在高阻半絕緣結構（107~8Ω）測量時，在較小的驅動電壓（<1V）下就可以精確的測量出高阻結構的電阻值。同時，激光器的功率與(yu) 電壓電流同步測量，無需外部協同觸發。掃描測量時，8秒內(nei) 可以完成大於(yu) 400點的測量。

　　集成PIV係統的可擴充性也是其在半導體(ti) 激光器研發領域應用中的突出的優(you) 點。集成PIV係統的硬件部分，包括B2900A精密測量單元，測量平台，由GPIB或USB等端口與(yu) 計算機連接。因此，集成PIV係統硬件部分可以配合用戶通過NationalInstrument等軟件平台編寫(xie) 的測試軟件程序，完成用戶需要的，更為(wei) 複雜的測量任務。

　　在半導體(ti) 激光器的生產(chan) 和研發過程中，要對半導體(ti) 激光器芯片進行大量的PIV測試。相比傳(chuan) 統的分立複雜的PIV測試係統，B2900A精密測量單元集成的PIV測試係統具有係統結構簡單，操作方便，精度高，可靠性強，測量迅速等優(you) 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(hui) 在半導體(ti) 激光器生產(chan) 和科研等領域得到廣泛的應用。