PD红外光电探测器参数测试仪 发布时间：2026-11-09
一、设备概述
设备名称：PD红外光电探测器参数测试仪
品牌型号：VTS-300
这套系统自带独立PD电流测量单元+ PD专用夹具，同时VCSEL作为可控光源，刚好构成一套“光源-探测器”测试链路：
1. 激励源：VTS-300的脉冲电源驱动VCSEL发光，光功率、波长、脉冲时序都可以精准可控（光源是已知、可标定的）；
2. 接收端：PD装在专用夹具上，单元给PD施加可设置的反向偏压（最高15V）；
3. 采集单元：高精度弱电流通道，量程10nA~10mA，分档高精度采集PD产生的光生电流；
4. 配套积分球：可以把VCSEL发射光均匀辐照到PD光敏面，保证入射光均匀稳定。
用本系统可控、可定标的VCSEL红外光去照射PD，同步读取PD输出电流，从而得到光电响应特性。
二、测试原理
系统以可控脉冲驱动的VCSEL作为标定光源，均匀辐照待测PD器件；PD测量单元为PD提供精准反向偏置，高精度弱电流通道采集PD暗电流与光生电流。结合积分球测得的入射光功率，软件自动计算PD光电响应度；可通过扫描光源功率、PD偏置电压、温度条件，获得PD光电线性、偏压依赖性、温度响应特性，模拟TOF、红外传感实际脉冲工作工况。
PD（光电二极管）的基础原理：光子入射到PN结，激发产生光生载流子，在外加反向偏压下形成光电流；无光时只有暗电流。
Iph=R.Pin
• Iph：PD光生电流
• Pin：入射到 PD 光敏面的光功率
• R：响应度（A/W），就是核心光电响应指标
完整测试流程：
1. 把PD芯片/器件固定在PD专用夹具，设置PD反向偏置电压（0~15V可调）；
2. 先测暗电流：关闭VCSEL光源，此时采集到的电流就是PD暗电流；
3. 开启VCSEL，设置固定脉冲条件、温度，输出已知光功率的红外光（800-1000nm）照射PD；
4. 高精度电流计采集PD的光电流；
5. 软件读取积分球标定的入射光功率，自动计算：
响应度R= 光电流-暗电流/入射光功率
6. 进阶扫描测试：
- 扫VCSEL驱动电流 → 入射光功率变化 → 得到PD光电流随光功率变化曲线（线性度）
- 改变波长（VCSEL不同批次/波长可调样品）→ 得到光谱响应特性
- 改变PD偏压、改变温度（TEC温控）→ 评估偏压特性、温度对PD响应的影响
三、可测试项目
- 暗电流（无光照下漏电流）
- 光生电流
- 光电响应度 R（A/W）
- 光电响应线性度（光电流 vs 入射光功率）
- 不同反向偏压下的响应特性
- 变温条件下PD响应变化（依托TEC温控台）
- 脉冲光激励下PD瞬态光电流响应（配合脉冲光源时序）
四、关键优势
1. 弱电流测量下限低到10nA，适合小光敏面、低光功率下PD微弱信号采集；
2. PD偏置电压精度高、纹波小（RMS 5mV），减少偏压噪声带来的电流测量误差；
3. 光源是脉冲式VCSEL，和实际TOF、3D传感的真实工作工况一致，不是直流连续光，更贴合应用场景；
4. 整套系统光通量可溯源NIST定标，入射光功率计量准确，响应度结果可靠；
5. 同一台设备，VCSEL发射特性 + 配套PD接收特性可以同台测试，非常适合VCSEL+PD成对的TOF模组。
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