激光二極管光學源測量單元光儀器

2510 2510-AT 2520激光二極管光學源測量單元光儀器

Keithley SourceMeter光儀器，可以輕松構建 LIV（光功率-電流-電壓）系統，從而經濟高效地測試激光二極管模塊。

功能

主動溫度控制

50W TEC 控制器

全數字 P-I-D 控制

適用于熱控制環路的自動調諧功能 (2510-AT)

寬溫度設定值范圍（–50°C 至 +225°C）以及高設定值分辨率 (±0.001°C) 和穩定性 (±0.005°C)

兼容于多種溫度傳感器輸入 — 熱敏電阻、RTD 和 IC 傳感器

交流歐姆測量功能

適用于熱反饋元件的四線開路/短路引線檢測

優勢

防止溫度變化可能引起激光二極管主輸出波長發生變化，導致出現信號重疊和串擾問題。

比其他低功耗解決方案提供更高的測試速度和更寬的溫度設定值范圍。
提供更高的溫度穩定性，并可通過簡單的固件變化輕松升級。

無需反復試驗即可確定 P、I 和 D 系數的最佳組合。

能夠滿足大部分冷卻光學元器件和子裝配件生產測試的測試要求。

適合常用于各類激光二極管模塊的溫度傳感器類型。

驗證 TEC 器件的完整性。

消除引線電阻測量值誤差，減少假故障或設備損壞的可能性。

主要特點：

l                      控制器結合直流測量功能

l                      全數字P-I-D控制

l                      熱控制回路的自動調諧能力(2510-AT)

l                      設計用于控制激光二極管模塊測試期間的溫度

l                      寬溫度設定值范圍(-50°C至+225°C)和高設定值分辨率(±0.001°C)和穩定性(±0.005°C)

l                      兼容各種溫度傳感器輸入-熱敏電阻，rtd和IC傳感器

l                      保持恒定的溫度，電流，電壓和傳感器電阻

l                      交流歐姆測量功能驗證TEC的完整性

l                      測量和顯示控制周期內的TEC參數

l                      熱反饋元件的4線開路/短引線檢測

l                      IEEE-488和RS-232接口

l                      緊湊的半機架設計

2520 脈沖激光二極管測試系統：同步測試系統，為脈沖和連續 LIV 測試提供純源化和測量功能。

TEC SourceMeter SMU、2510 和 2510-AT：確保通過控制其熱電冷卻器，為激光二極管模塊提供嚴格的溫度控制。

型號2510和2510-AT TEC源表SMU儀器增強了基思利的CW(連續波)測試解決方案，用于激光二極管模塊的高速LIV(光電流-電壓)測試。這些50W雙極儀器是與光纖電信網絡激光二極管模塊的制造商密切合作開發的。2510型儀器旨在確保對被測設備進行嚴格的溫度控制，是為電信激光二極管測試而創建的一系列高度專業化儀器中的第一款。它匯集了基思利在高速直流電源和測量方面的專業知識，能夠準確地控制激光二極管模塊的熱電冷卻器或TEC(有時稱為Peltier設備)的操作。

2510-AT通過提供自動調諧功能擴展了2510型的功能。P, I和D(比例、積分和導數)值用于閉環溫度控制由儀器使用改進的Zeigler-Nichols算法確定。這消除了用戶需要通過實驗確定這些系數的優值。在所有其他方面，2510型和2510-AT型提供相同的特性和功能。

源表概念

2510型和2510-AT型借鑒了基思利的源表概念，將精密電壓/電流源和測量功能結合到單個儀器中。與使用單獨的儀器相比，源表儀器具有許多優點，包括更低的獲取和維護成本，對機架空間的需求更少，更容易進行系統集成和編程，以及更寬的動態范圍

一個全面的LIV測試系統的一部分

在激光二極管連續CW試驗臺中，型號2510或型號2510-AT可以將主動冷卻的光學元件和組件(如激光二極管模塊)的溫度控制在用戶定義設定值的±0.005°C范圍內。在測試過程中，儀器通過各種溫度傳感器中的任何一種測量激光二極管模塊的內部溫度，然后通過激光二極管模塊內的TEC驅動電源，以保持其溫度在所需的設定點。

圖1所示。型號2510和2510- at的功能旨在補充那些經常用于激光二極管模塊LIV測試的其他基思利儀器，包括型號2400和2420 SourceMeter SMU儀器，型號2502雙光電二極管計和型號2500INT積分球。

高穩定性P-I-D控制

與其他使用不太復雜的P-I(比例積分)回路和硬件控制機制的TEC控制器相比，該儀器基于軟件的全數字P-I-D控制提供了更高的溫度穩定性，并且可以通過簡單的固件更改輕松升級。由此產生的溫度穩定性(短期±0.005°C，長期±0.01°C)允許在直流特性的生產測試過程中對激光二極管模塊的輸出波長和光功率進行非常精細的控制。這種改進的穩定性使用戶對測量值有了更高的信心，特別是對于波長復用網絡中的組件或子組件。該儀器的P-I-D控制的導數組件也減少了在不同溫度設定值下進行測量之間所需的等待時間。溫度設定值范圍為-50°C至+225°C，涵蓋了冷卻光學元件和子組件生產測試的大部分測試要求，分辨率為±0.001°C。

在引入2510-AT型之前，為新的模塊設計和夾具配置測試系統需要用戶通過反復試驗確定P, I和D系數的最佳組合。2510-AT型的自動調諧功能使用改進的Zeigler- Nichols算法來自動確定最佳的P, I和Dv值。

適應不斷變化的DUT要求

2510型和2510-AT型非常適合測試各種激光二極管模塊，因為它們與這些模塊中常用的溫度傳感器類型兼容。除了100W, 1kW, 10kW和100kW熱敏電阻外，它們還可以處理來自100W或1kW rtd的輸入，以及各種固態溫度傳感器。這種輸入靈活性確保了它們在被測模塊隨時間演變時的適應性。

可編程設定值和限制

用戶可以設定溫度，電流，電壓和熱敏電阻設定值。熱敏電阻設定值功能允許測試結果與激光二極管模塊在現場的實際性能有更高的相關性，因為參考電阻用于控制模塊的溫度。可編程的功率，電流和溫度限制提供最大限度的保護，防止損壞被測設備。

精確的實時測量

兩種型號都可以對TEC進行實時測量，包括TEC電流，壓降，功耗和電阻，提供有關熱控制系統運行的寶貴信息。

珀爾帖(TEC)歐姆測量

TEC裝置很容易受到機械損傷的影響，例如在裝配過程中的絕對應力。在將器件并入激光二極管模塊后，測試器件是否損壞的有效方法是進行低電平交流(或反向直流)歐姆測量。如果與制造商的規格相比，TEC的電阻值發生變化，則表示機械損壞。與標準的直流電阻測量不同，通過器件的電流會產生器件加熱并影響測量的電阻，而反向直流歐姆法則不會，并且允許更精確的測量。

開/短導聯檢測

儀器的兩種型號都使用四線測量方法，在測試前檢測溫度傳感器上的開路/短引線。四線制測量消除了測量值上的引線電阻誤差，減少了假故障或設備損壞的可能性。

界面選項

與所有較新的基思利儀器一樣，這兩種型號的儀器都包括標準的IEEE-488和RS-232接口，以加快和簡化系統集成和控制。

可選電阻式加熱器適配器

2510-RH型電阻式加熱器適配器使兩種型號的儀器都能夠為電阻式加熱器元件提供閉環溫度控制，而不是tec。當適配器安裝在儀器的輸出端時，當P-I-D回路指示加熱時，電流流過電阻加熱器。然而，當溫度回路要求冷卻時，不會有電流流過電阻加熱器。電阻元件通過輻射、傳導或對流進行冷卻。

規范

2510 2510-AT 2520激光二極管光學源測量單元光儀器設計用于:

控制TEC的功率以保持恒定的溫度，電流，電壓或熱敏電阻電阻。

測量TEC的電阻。

通過軟件P-I-D回路提供更大的控制和靈活性。

CONTROL系統規格

SET:恒定珀爾帖溫度，恒定珀爾帖電壓，恒定珀爾帖電流。恒定熱敏電阻電阻。

CONTROL方法:可編程軟件PID回路。比例、積分和導數增益可獨立編程。

SETPOINT短期短期穩定性:±0.005°C rm1,6,7。

SETPOINT長期短期穩定性:±0.01°c 1,6,8。

SETPOINT范圍:-50℃~ 225℃。

最高溫度限制:最高250°C。

下溫度限制:最高-50°C。

設定點分辨率:±0.001°C， <±400μV， <±200μA 0.01%標稱(25°C)熱敏電阻電阻。

硬件限流:1.0A至5.25A±5%。

軟件電壓限制:±0.5 ~ 10.5V±5%。

OUTPUT范圍:±10VDC，最高可達±5ADC。15OUTPUT RIPPLE:<5mVrms9。

交流電阻激勵:±(9.6mA±90μA)。14

技術測量規范

開路短路熱電檢測

負載IMPEDANCE:穩定到1μF典型。

共模VOLTAGE:最大30VDC。

共模隔離:>109W，<1500pF。

MAX。輸入/OUTPUTSENSE端子間VOLTAGE降:1v。MAX。SENSE引線電阻:1W的額定精度。MAX。力引線電阻:0.1W。

SENSE輸入IMPEDANCE:>400kW