基于Cadence高线性激光器阵列芯片的测试系统

摘要

本发明属于高线性激光器阵列芯片测试领域，高线性激光器阵列芯片的检测设备由于体积大、投资多，费工时，不能连续测量，自动化程度低，且硬件检测也需要大量代表性样品进行化学分析建模，对小批量的芯片测试不切实际；本发明利用Cadence软件，引入电源电压、差分输入电压、参考电流，温度补偿调制电阻，偏置电流，激光器调制电流，环路失效报警信号，自动功率控制接地模块，搭建了一套方便快捷，显示直观，功能较齐全的智能测试系统，完成高线性激光阵列芯片的各项性能测试，本发明不需要任何硬件设备，能够验证高线性激光器阵列芯片各项性能是否达标。

说明书

技术领域

本发明涉及高线性激光器阵列芯片测试领域，具体是一种半导体激光器性能测试系统。

背景技术

高线性激光器阵列芯片的应用已成为当今电子科学的核心技术，对于一些特定参数的测量，目前国内的一些研究机构和生产单位一般采用光功率计、驱动电流源、光谱分析仪、网络测试仪等一些设备。这些设备由于体积大、投资多，费工时，不能连续测量，自动化程度低。而且，硬件检测也需要大量代表性样品进行化学分析建模，对于小批量的芯片测试不切实际。在使用硬件设备时，模型需要不断更新，在仪器发生变化或者芯片发生变化时，模型也需要变化。在用硬件测试过程中，也易受光学系统参数等外部因素的影响，经常出现曲线非线性问题，对检测结果的准确度影响较大。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种基于Cadence高线性激光器阵列芯片的测试系统，本发明主要用于测量高线性激光器阵列芯片的性能指标。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于Cadence高线性激光器阵列芯片的测试系统，测试系统通过Cadence搭建形成，测试系统包括差分输入电压端口，使能电压信号端口，参考输入电流端口，偏置电流输入端口，LD调制电流输出端口，环路失效报警信号端口，过流报警信号端口以及接地端口。

进一步，测试系统的输入电压端口电压调至3.3V，使能端接高电平，非使能端接低电平。

进一步，测试系统选择不同的温度进行瞬态仿真，稳定一段时间后观察输出端调制电流输出，验证工作温度范围；根据阈值电流与温度的变化关系改变差分输入电压幅值，观察瞬态仿真输出结果，阈值电流与温度的变化关系如下：

式中，

改变电源电压的范围，观察瞬态仿真输出结果，验证激光器芯片的阈值电流是否达标。

进一步，测试系统通过如下方法验证高线性激光器阵列芯片中心波长、输出功率、边模抑制比、-20dB谱宽是否已达标准：采用温度直流扫描的方式观察在不同温度补偿电阻值和温度补偿系数电阻值下，观察温度补偿起点和温度补偿系数的变化，从而验证温度补偿范围和温度补偿系数范围来确定激光器阵芯片的中心波长、输出功率、边模抑制比、-20dB谱宽是否已经达标。

进一步，测试系统在三个温度点（-40，27，90）下AC仿真，观察滤波结果是否正确；选择供给电压(Vcc)在-0.3—1.8V范围内的三个电压点(-0.3、1.0、1.8v)电压，进行DC仿真，观察能否正常滤波。

进一步，测试系统验证高线性激光器阵列芯片CSO、CTB是否已达标准的方法如下：在输入参考电流端外接pin口进行直流仿真测试，通过观察测试点电流是否为4.5mA，验证输入电流，即可完成验证高线性激光器阵列芯片复合二阶失真（CSO）、复合三阶差拍（CTB）性能是否达标。

综上所述，发明具有以下有益效果：

针对硬件测试的不利因素，本发明采用Cadence软件搭建一套性能测试系统，不需要任何硬件设备，就可以验证高线性激光器阵列芯片各项性能是否达标。

附图说明

图1基于Cadence搭建的测试系统；

图2 高线性激光器阵列芯片性能测试系统原理框图；

图3 高线性激光器阵列芯片性能测试系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1~3所示，本发明公开了一种基于Cadence软件对高线性激光器阵列芯片的测试系统。把芯片和端口在Cadence元件库中一一放置，具体包括以下步骤：

S1.利用Cadence软件自带的元件库搭建高线性激光器阵列芯片测试系统，系统所包含元件的组成和连接方式，如图1所示。

在Cadence软件中搭建测试系统，输入端接电源电压，差分输入电压，参考电流，温度补偿调制电阻，偏置电流调整输入，输出端接激光器调制电流输出，环路失效报警信号输出端，自动功率控制接地。

S2.连接好元器件后，把输入端电源电压调至3.3V,其中使能端1和使能端2都接入高电平，非使能端接低电平，输入端接入差分方波信号，在200-1860mV范围内选择电压幅值，通过电容耦合进入芯片电路。

S3.验证高线性激光阵列芯片阈值电流是否达标的测试步骤：电压幅值进入芯片电路后，选择不同的温度进行瞬态仿真，稳定一段时间后观察输出端调制电流输出，验证工作温度范围。改变差分输入电压幅值，观察瞬态仿真输出结果。改变电源电压的范围，观察瞬态仿真输出结果，即可验证高线性激光器阵列芯片的阈值电流是否达标。

S4.验证高线性激光器阵列芯片中心波长、输出功率、边模抑制比、-20dB谱宽是否达标的测试步骤为：电压幅值进入芯片电路后，使测试系统无外接二极管，进行DC仿真，观测从电源供给电路的电流，验证电流消耗。固定温度补偿系数电阻值和温补补偿电阻值，将温度补偿电阻值和温度补偿系数电阻值设置为变量，进行温度直流扫描，观察不同阻值输出电流显著变化时的温度补偿起点及输出曲线斜率（温度补偿系数）的变化；调制电流范围最大值由模式设置电阻决定，在不同的电阻值下，瞬态仿真，观察输出波形的电流值范围，验证调制电流范围。加入二极管等效电路，增加环路增益控制功能，DC仿真，观察偏置点电流的输出范围，验证偏置电流的范围，即可验证高线性激光器阵列芯片激光器阵列芯片中心波长、输出功率、边模抑制比、-20dB谱宽性能是否达标。

S5.验证高线性激光器阵列芯片CSO、CTB是否已达标准步骤为：接好输入输出端后，在三个温度点（-40，27，90）下AC仿真，观察滤波结果是否正确。然后选择供给电压(Vcc)-0.3—1.8V范围内的三个电压点(-0.3、1.0、1.8v)电压，进行DC仿真，观察能否正常滤波。最后进行输入电流测试外接pin口进行测试，直流仿真观察测试点电是否为4.5mA，验证输入电流，即可验证高线性激光器阵列芯片复合二阶失真（CSO）、复合三阶差拍（CTB）性能是否达标。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。