ＬＤパルスエージングシステム
LASER DIODE PULSE AGING SYSTEM YWD5100-50S
【概 要】
本システムはレーザ－ダイオード（以降LDと称します。）をある温度環境下において設定された高速パルス信号をＬＤに供給し、ＬＤを連続動作させる事により、ＬＤの初期不良及び寿命評価等を行うと共にそのデータを収集する事が出来る試験装置と高速パルス信号をＬＤに供給し、ＬＤのＩ－Ｌ特性測定等を行う事が出来る試験システムです。 |
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2-1. LDパルスエージングシステム構成
本システムはIL及びエージング測定装置（10チャンネル）×5台、とその制御を行うためのホストコンピュータから構成されます。
| コントローラー部 | ホストコンピュータ 1台、ディスプレイ 1台、キーボード・マウス 各1台、UPS 1台(ホストコンピュータ用）DVD±RW 1台(PC内蔵) | 1式 |
| 10チャンネル用 パルスエージング装置 | 温度調節部、制御回路部、 LDドライブ回路部、計測回路部 | 5台(50ch) |
| 接続ケーブル等 | １式 |
2-2. システム構成図
図１にシステム構成図を示します
図１．LDパルスエージングシステム構成図
3-1. ホストコンピュータ
ホストコンピュータは、試験条件の設定、試験開始指示、試験状態の監視、および、データ収集・保存等を対話方式で行う事ができます。
ホストコンピュータから各チャンネルの制御回路、温度調節部とは、RS-485インタフェースにてシリアル通信を行います。
キャリブレーションファイルは保存し後日呼び出す事が可能です。サンプリングする場合、原始データは、動作電流、動作電圧、光パワー値です。これらを元に、しきい値 電流スロープ効率、電流～光出力特性等の集計データを作成します。（測定対象となるＬＤの品名は10ch単位（装置単位）での管理となります）
又、Ｉ－Ｌ測定はパルス、Ｃ／Ｗの両モードで可能です。
停電等で、通電が停止した場合でも、同一条件で再運転が可能です。（PC側にUPS搭載）
測定データの保存は、ハードディスクにCSV形式ファイルで保存されます。
3-2. パルスエージング装置
3-2-1. 温度調節部
ペルチェ素子を使用した温度コントローラーを採用しています。 LDマウント部に銅製プレートを用い、このプレートの温度調節をペルチェ素子にて行います。 さらに低温側設定時の結露防止として、外部からの乾燥ガスの噴射が可能です。 LDマウント部の近傍に温度センサー（Pt100）を配置し、ＬＤの環境温度を観測します。 装置毎に10ch分共通の温度調節部用の操作・表示用コンソールパネルを具備します。 温度調節部はホストコンピュータとRS-485インタフェースにて接続され、ホストコントローラーからの温度制御および温度情報を送受信します。
3-2-2. 制御回路部
ホストコンピュータで設定されたデータを元にして、ＬＤドライブ回路及びＰＤ部への指示と計測回路での測定データ収集と監視を行います。また、これらの情報をホストコンピュータの要求に応じて返送します。 制御回路部はホストコンピュータとRS-485インタフェースにて接続されます。3-2-3. ＬＤドライブ回路部
ＬＤドライブ回路、駆動パルス発生回路等が組み込まれています。
3-2-4. 計測回路部
ＬＤマウント部に取りつけられたＬＤを □10mmＰＤを使用し、光パワーの測定を行います。 その他にＬＤ駆動電圧／電流の測定を行い、これら測定結果を制御回路部へ送出します。 また、計測した光パワー出力（ＰＤ受光出力）とＬＤ駆動電圧を外部へモニタ信号として出力します。
４．エージング装置 ＬＤ計測仕様
4-1. 対象ＬＤ
置測定対象となるＬＤは以下の通りです。
| 放射角度 | 発光源から37 | |
| デバイスパッケージサイズ | 5.6φキャンタイプ(3P) ※ピン収容が合うタイプであれば4Pも測定可 又測定ヘッド（別売り）交換に依り別タイプのＬＤにも対応可 | |
| ＬＤ光出力 | CW駆動時 最大電流 450mA パルス駆動時 ローレベル 0～300mA ハイレベル 100mA～500mA 駆動電圧 8.0V以上 | |
| ＬＤ極性 | CW駆動時 カソードコモン、フローティングタイプ、アノードコモン |
4-2. テストＬＤ数量
| ＬＤ数量 | １０個 / １装置、 ５装置 / １システム（最大 50ch） |
|---|---|
| ＬＤ搭載箇所 | １箇所 / １ｃｈ |
4-3 ＬＤ点灯モード
エージングは、下記のようにACC駆動、APC駆動さらにハイレベルAPC／ローレベルACC駆動が可能。
| ACC（パルス駆動、ＣＷ） | 出力設定 CW駆動時 最大電流 450mA パルス駆動時 最大電流 500mA 設定分解能 1mA以下 |
|---|---|
| APC（パルス駆動、ＣＷ） | 出力設定 最大35mW （ただし、ACC時の最大電流による） ND無し=35mW ND_1=350mW ND_2=700mW 設定分解能 0.1mW または(フルスケールの1/3500の大きい方)以下 （例）フルスケールが700mWのとき設定分解能は0.2mW以下になります。 |
| ハイレベルAPC／ローレベルACC（パルス駆動） | 上記APC、ACCに準ずる |
4-4. パルス駆動
| パルス駆動 | パルス幅 下表に示す。 ただし、約-5ns、0ns、+5nsの調節が可能。また、最小設定パルス幅は30nSとなります。 |
|---|---|
| デューティ比 連続点灯の他、下表に示す。 | |
| 電圧波形 立上り／立下り時間 約10nS（ローレベル5mW出力） |
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５０％ | ４０％ | ２０％ |
|---|---|---|---|
| ３０ｎｓ | 〇 | 〇 | 〇 |
| ５０ｎｓ | 〇 | 〇 | 〇 |
| １００ｎｓ | 〇 | 〇 | 〇 |
| １５０ｎｓ | 〇 | 〇 | 〇 |
| ２００ｎｓ | 〇 | 〇 | 〇 |
| ３００ｎｓ | 〇 | 〇 | 〇 |
（○印：生成可能なパルスを表す。）
4-5. パルスサンプリング
| パルスサンプリング | 指定した位置でサンプリングし、各測定・制御を行なう。このときのサンプリングする位置は1nsステップで設定可能。 |
|---|---|
| サンプリング 位置設定精度 | ±1ns |
4-6. 設定単位
| 設定単位 | パルス幅及び振幅はＬＤ１０個毎（１装置単位）同時設定 |
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4-7. リミッタ
| リミッタ | 点灯電流、点灯パワーに任意のリミット設定可能。リミット機能は制御回路が制御。 |
|---|---|
| 電流リミット設定範囲 510mA（設定分解能 1mA） | |
| 光パワーリミット設定範囲 800mW（設定分解能 1mW） |
4-8. 測定信号モニタ出力
| パルス波形確認 | 高速PDで受光した電気信号を出力。 |
|---|---|
| 電圧出力波形 | LDの駆動電圧波形を出力（但しゲインは１ではない。） |
| 光パワー測定位置 確認用トリガ信号 | 光パワー（ハイレベル）の測定位置を示すトリガ信号を出力 |
4-9. 測定項目
| 原始データ | 動作電流 Iop ＊＊＊．＊mA 動作電圧 Vop ＊．＊＊V 光パワー Po ＊＊＊．＊mW |
|---|---|
| 集計データ | I-L特性/I-Ｖ特性、Iop、Vop しきい値電流 Ith ＊＊＊．＊mA スロープ効率 η ＊＊．＊＊W/A それらの温度特性 (各計測時間は任意の時間に設定可能) |
| 光パワー測定位置 確認用トリガ信号 | 光パワー（ハイレベル）の測定位置を示すトリガ信号を出力 |
4-10. 測定分解能
| 電流測定 | 0.4mA以下 |
|---|---|
| 電圧測定 | 0.01V以下 |
| 光パワー測定 | 0.1mW または（フルスケールの1/3500の大きい方） 以下 |
4-11. 設定・測定精度
| CW駆動時 | パルス駆動時 *2 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電流設定精度 | ±2% (F/S) | ±3% (F/S) | |
| 電流測定精度 | ±2% (F/S) | ±3% (F/S) | |
| 電圧測定精度 | ±2% (F/S) | ±3% (F/S) | |
| 光パワー設定精度 *1 | ±2% (F/S) | ±3% (F/S) | APC時 |
| 光パワー測定精度 *1 | ±2% (F/S) | ±3% (F/S) | ACC時 |
*1：キャリブレーション用のデータが持っている誤差は含みません。
*2：出荷時に設定しているサンプリング位置で動作させたとき。
4-12. チャンネル間ばらつき
| CW駆動時 | パルス駆動時 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電流設定精度 | ±1% | ±3% | |
| 電流測定精度 | ±1% | ±3% | |
| 電圧測定精度 | ±1% | ±3% | |
| 光パワー設定精度 | ±1% | ±3% | APC時 |
| 光パワー測定精度 | ±1% | ±3% | ACC時 |
4-13. 電流処理方法
| CW駆動時（ACC） | 設定する電流値を元に制御 |
|---|---|
| CW駆動時（APC） | 電流は測定結果として処理 |
| パルス駆動時 | 駆動の結果として測定される電流値を元に制御 |
4-14. 機能
| スムージング処理 | スムージングの幅と回数が設定可能 |
|---|---|
| I-L測定 | 電流のスイープ速度とステップ幅 可変 |
| タイムスケージュール機能 | いくつかの試験を時系列に並べて試験することが可能 |
| 変化率表示 | 初期状態からの変化率を表示することが可能 |
4-15. 測定結果出力
| 出力 | ディスプレイ表示、CSV形式ファイル |
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５．温度調節部
5-1. 方式
| 方式 | ペルチェ温度コントロール |
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5-2. 仕様
| 温度設定範囲 | ＋10℃～＋100℃ |
|---|---|
| 温度調節分解能 | ±0.1℃ |
| 温度分布 | ±1.0℃／10ch間 |
| 温度測定精度 | ±1℃ |
| 加熱方式 | ペルチェコントロール |
| 温度検出器 | 白金測温抵抗体 Pt100 |
| 断熱材 | 特殊断熱材 |
| ドライエア | ドライエアを背面のエア注入口から入れ、その空気をLDマウント部に噴射します。 注入口：ワンタッチ継ぎ手Φ4.0mm |
| 通信方式 | RS-485（2線式半二重）、専用通信フォーマット |
| 使用環境（室温） | ＋20℃～＋30℃ |
６．装置仕様
10チャンネル用パルスエージング装置単体の仕様を以下に示します。
| 外形（Ｗ×Ｈ×Ｄ） | 本体ラック；1100(W)×1350(D)×1600(H) (mm) ※突起部含む ＰＣラック；700(W)× 650(D)×1290(H) (mm) ※突起部含む |
|---|---|
| 内装材質 | 鋼鈑製 |
| 外板材質 | 鋼鈑製焼き付け塗装仕上げ |
| 主電源スイッチ （兼保護回路） |
漏電ブレイカー（主電源スイッチ兼用） AC100V １φ 15A × 2 |
７．ホストコンピュータ仕様
| ＯＳ | Windows XP |
|---|---|
| ディスプレイ | 液晶17インチ |
| 停電保護 | ＵＰＳにてシステム終了処理実行後、シャットダウン |
８．電源仕様
| 装置本体 | AC100V 50／60Hz、１φ、80A以下、1本 |
|---|---|
| ホストコンピュータ | AC100V 50／60Hz、１φ、15A以下、1本 |
９．インターロック機能
| LD駆動停止 | 装置のカバーを開けたときレーザ光が外に漏れ出さないように速やかにLDへの駆動を停止します。 このとき装置に付属のLEDが点滅します。 |
|---|---|
| 復帰条件 | カバーを閉めてPCより試験を再開しない限りLDへの駆動は開始しません。 |
| メンテナンス機能 | メンテナンス時のみ上記機能を解除する機能を有する。 |
１０．付属品
| NDフィルタ （コールドミラータイプ） |
ND_1：フルスケール350mW用 (20%）50枚 ND_2：フルスケール700mW用 (10%）50枚 |
|---|---|
| SMB-BNCケーブル | 3m、3本 |
| 波形調整用ドライバー | 3本 |
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