硅光子集成电路测试

半导体光器件测试和设计中常会遇到很多挑战：

随着高速网络和5G技术的发展，光子集成电路(PICs)在电信世界中是一项众所周知的技术，这主要归功于收发机和无源元件的疯狂发展，它们比散体光学组件更小、更快、更便宜和更环保。图片也从商业和研究角度获得traction-both⁠——其他部门(例如,芯片实验室激光雷达技术,或量子计算)。

灵活、准确、快速的PIC测试：

PIC技术在测试活动方面带来了全新的挑战。或无源(例如:发光)。光学组件:探索如何通过有效的测试和最佳实践来应对这些挑战。

测试活性成分：

测试有源元件，如在PICs上发现的激光器和放大器是相当直接的。

通过将光源或激光输出连接到OSA，即可获得光源的光谱信号，使用OSA对有源器件进行测试，如下图所示。

图，使用OSA测试活动组件

业界领先的OSA20具有速度非常快的优势，在2000 nm/s的速度下每秒可执行5次扫描，足以进行实时组件校准，并具有足够高的分辨率，可以测量OSNR和SMSR等关键参数。

测试被动元件：

测试基于图的无源元件更具挑战性，因为有些元件，如阵列波导光栅(AWG)的端口数很高，或者在单个模具上测试的元件数量太多。CTP10组件测试平台是一个多端口检测系统，与T100S-HP扫描可调谐激光器一起工作，测量电信光谱范围内的光学插入损耗、返回损耗和偏振相关损耗。即使在严格的测试条件下，该仪器也能快速、可靠、准确地输出光谱。

CTP10在单次扫描中可表征多达50个光端口的光谱特性，其比比分辨率和动态范围为>70 dB，即使扫描速度为100 nm/s。它的电子设备和内部处理器使数据传输轻而易举。CTP10可以使用SCPI命令进行远程控制，这有助于作为自动PIC测试设置的一部分进行集成，在减少测试时间的同时增加PIC测试吞吐量。

对于具有有限数量输出的PIC组件的特性描述，也存在一种更紧凑的测试解决方案。CT440具有与CTP10相同的波长精度和光谱覆盖率，可以进行IL/PDL测量。

PIC光学组件用例:从设计到测试和验证：

PIC模具的设计和制造正在迅速成熟，光子晶片现在包含数千个组件，由铸造厂通过工艺设计工具包(PDKs)提供。为了创建和更新这些pdk，晶圆制造商需要可靠的测试解决方案来优化特定光学元件的不同参数。近年来，环形谐振器引起了广泛的关注，通常在PIC设计中可以发现环形谐振器可以产生非常窄的波峰/波谷，例如可以用作调制器。

测试、装配和包装(通常称为TAP)是设计和制造后的关键步骤，提供反馈和帮助优化设计。过程控制和确保设备按预期运行也需要它。模具通常在切片前在晶片层面进行测试，以便尽早发现缺陷，避免包装缺陷模具。

使用#晶圆探针台#，光可以通过专门设计的硬件和软件耦合进和出晶圆。精确的对准和速度允许耦合优化在几分之一秒。

由MPI提供测试中的晶圆片

一旦光耦合进晶圆片，被测工件的光学特性就可以测量为波长的函数。CTP10是专门为解决关键的PIC测量挑战而开发的。CTP10可以在一次扫描中可靠、准确地测量具有大光谱对比度的光学元件。

使用CTP10测试平台进行的扫描IL测量示例。

与使用新技术的大多数情况一样，构建一个全面的解决方案需要几个领域的专家。这个案例整合了EXFO与HPE和MPI的先进设备，易捷测试通过引进先进的、可互操作的测量技术共同应对光学组件测试带来的挑战。

通过能够快速提供同类中最好的测量结果的研发级解决方案提高产品产量。有源元件(例如，收发器内的激光器，半导体光放大器)可以用OSA20在几秒钟内表征出来。

即使在严格的条件下，无源光学元件也可以通过CTP10到比象仪的分辨率进行测试。