より簡便なVCSEL性能測定法

5月 26, 2020

OphirBlog

VCSELは優れたデバイスの一つです。

スマートフォン、プリンター、その他の各種デバイスに組み込まれ、多様なアプリケーションに使用されています。しかし、ベストパフォーマンスの出力の測定は困難な場合があります。

VCSELの多くは低周波数パルスバーストを使用します。例えば、パルス幅が1 ms で周波数が10 Hz では、デューティサイクルは1%となります。このことは低周波数で平均出力は低く、パルス幅の機能として、高ピークパワーであることを意味しています。この組み合わせは、VCSELの平均出力測定時、いくつかの問題を引き起こす可能性があります。

ビート：サンプリングレート近傍の低周波における測定では、ビート（うなり）周波数が発生し、測定エラーにつながります。
飽和：平均出力に適切な、高いゲインレベル（読み取り：低出力スケール）を使用する場合、非常に高いピーク出力によって、電子機器を　容易に飽和させます。
低分解能：ゲインレベルを低くする（読み取り：高出力スケール）ことによって飽和を避ける場合、平均出力が低いために、分解能が非常に限定されます。

ソリューション

Ophirの計測器には、これらの課題を解決するのに最適な機能が装備されています。VCSELのような低周波、低デューティサイクルの場合、パワーメーター新機能の「低周波パワーモード」を用いて光源周波数を入力してください。

このことにより、（機能上の）変更が数点発生します。

操作に伴いサンプリング時間が調整され、ビート現象を回避します。
飽和回避のため、ゲインレベルが自動的に下がる。
内部解像度が増し、通常の4桁（典型型の十分量を超過した）内部ソフトウェアに代わって7桁のものを使い（ピーク出力と比較して）、より低い平均出力に対応します。

詳しい情報は、こちらから［外部リンク］

常に低出力モードを使用する必要がありますか？

いいえ。出力レベルや内部のフィルタリングなどによっては、光源が低周波で低デューティサイクルであっても通常パワーモードで十分機能する場合があります。

以下に挙げる推奨手順を踏むことで、ユーザーにとってどれが最適な方法かを確認できます。

通常「パワー」モードを選択します。
「over」が表示されない最高感度のスケールを選択します。
出力測定器の動作が安定しているかノイズがするかを確認。信号音が大きすぎる場合は、低周波パワーモードに切り替えます。
データが安定している場合は、出力スケールを1レベル上げます（例えば、3 μWから30 μWスケールに上げる）
測定済みの平均出力が表示される出力スケールと同じであることを確認します。同じでない場合は、出力スケールが必要以上に高感度となっている可能性があります。この場合、低周波パワーモードに切り替えます。

性能

次に挙げるOphirのパワーメーターおよびPCインターフェースには低周波パワーモードが含まれます。