什么是3D傳感的TOF技術(shù)?
TOF傳感器測(cè)量光在某介質(zhì)中行進(jìn)一段距離所需的時(shí)間。通常,這是對(duì)脈沖發(fā)射光到達(dá)物體并反射回到TOF傳感器所用時(shí)間的測(cè)量。TOF攝像頭則利用TOF測(cè)量原理(TOF圖像傳感器)來(lái)確定攝像頭與物體或周?chē)h(huán)境之間距離,并通過(guò)測(cè)量的點(diǎn)生成深度圖像或3D圖像。
什么是無(wú)源VCSEL陣列?
無(wú)源VCSEL陣列,指本身不帶驅(qū)動(dòng)器電路的VCSEL陣列器件。當(dāng)VCSEL陣列用于TOF技術(shù)的3D傳感時(shí),傳感系統(tǒng)發(fā)出的光脈沖的上升下降時(shí)間特性非常重要,特別是dTOF,TR/TF直接影響了最終產(chǎn)品的性能。
對(duì)無(wú)源VCSEL陣列,其本身的瞬態(tài)響應(yīng)通常非常優(yōu)異,可達(dá)百ps甚至十ps量級(jí),但由于其采用大電流驅(qū)動(dòng),要測(cè)出其真實(shí)TR/TF十分困難,這取決于用于測(cè)試的驅(qū)動(dòng)器能力和測(cè)試系統(tǒng)能力,還和驅(qū)動(dòng)器電路的設(shè)計(jì)選擇、驅(qū)動(dòng)器與被測(cè)件之間的鏈路長(zhǎng)度、工作點(diǎn)和匹配調(diào)節(jié)等有關(guān)。
目前常見(jiàn)的TR/TF測(cè)試主要在研發(fā)和有限數(shù)量的單顆器件驗(yàn)證中,主要使用的測(cè)試方法是將器件焊接在定制的(或最終使用的)驅(qū)動(dòng)器電路板上,配合高速PD和高帶寬示波器完成。由于使用焊接式的連接方式,這個(gè)測(cè)試是破壞性的,即被測(cè)件后續(xù)無(wú)法使用在產(chǎn)品中;且焊接和取下被測(cè)件耗時(shí)費(fèi)力,通常測(cè)試樣本不多。
另一方面,使用外部驅(qū)動(dòng)板的TR/TF測(cè)試,其本質(zhì)上測(cè)試的結(jié)果是“驅(qū)動(dòng)板+VCSEL陣列”的TR/TF,而非“VCSEL陣列的TR/TF”,所以這種測(cè)試是一種評(píng)價(jià)性測(cè)試,體現(xiàn)的可能并不全是VCSEL陣列的真實(shí)性能(除非驅(qū)動(dòng)器能力遠(yuǎn)高于被測(cè)VCSEL陣列能力)。
基于目前無(wú)源VCSEL陣列的TR/TF評(píng)價(jià)性測(cè)試的現(xiàn)狀,綜合考慮測(cè)試的通用性、便捷性和可重復(fù)性,泰克合作伙伴柯泰測(cè)試研制了基于通用驅(qū)動(dòng)器和通用儀器的測(cè)試系統(tǒng)。
使用該測(cè)試系統(tǒng)的主要目標(biāo)場(chǎng)景包括:
- 3D傳感模組研發(fā)
- 陣列模組封裝測(cè)試
- 3D傳感系統(tǒng)廠商來(lái)料檢測(cè)和故障分析
- VCSEL芯片性能評(píng)估
測(cè)試系統(tǒng)概要
1、測(cè)試系統(tǒng)組成部分主要包括:
· 通用窄脈沖驅(qū)動(dòng)器
· 控制驅(qū)動(dòng)器工作條件的多通道電源
· 通用脈沖信號(hào)源
· 高速光探測(cè)器
· 寬帶示波器
· 自動(dòng)測(cè)試軟件
· 可替換測(cè)試治具
· 其它測(cè)試附件,如光衰減片、遮光箱體、高頻電纜等
2、測(cè)試系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有:
· 使用定制的測(cè)試治具,實(shí)現(xiàn)非破壞性的快速測(cè)試
· 通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)板工作條件,適應(yīng)不同的被測(cè)件
· 使用通用測(cè)試儀器,測(cè)試條件可控性和重復(fù)性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)定制系統(tǒng)。系統(tǒng)中的儀器亦可在其它測(cè)試中使用,通用性好
· 小型集成測(cè)試臺(tái),提高系統(tǒng)搭建效率
· 一鍵式自動(dòng)化測(cè)試軟件,自動(dòng)掃描工作點(diǎn),提高工作效率
· 可根據(jù)需要替換測(cè)試系統(tǒng)組件,從而實(shí)現(xiàn)更高的測(cè)試要求
系統(tǒng)配置和指標(biāo)
1、系統(tǒng)配置:
該系統(tǒng)的典型配置(KAS-NPT1500貨架型號(hào))包括:
帶寬不小于1.5GHz的四通道示波器
帶寬不小于1.4GHz的高速空間光探測(cè)器
頻率范圍不小于240MHz的任意函數(shù)發(fā)生器(AFG)
三通道可編程直流電源
CTA-NPD12窄脈沖驅(qū)動(dòng)板
CTA-LTC1激光器測(cè)試臺(tái)
根據(jù)被測(cè)件定制的治具
自動(dòng)測(cè)試軟件KTS-TRTF-A01
2、TR/TF指標(biāo):
在典型配置下,測(cè)試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)TR/TF的典型指標(biāo)參數(shù)如下表:
(注1:基于有限樣品實(shí)測(cè)結(jié)果,測(cè)試使用通用治具。實(shí)際使用中可能有更好的性能。另:本系統(tǒng)支持焊接方式,焊接時(shí)亦可能得到更好性能)
(注2:其它主要指標(biāo),如工作電流、電壓等,將會(huì)在后續(xù)“窄脈沖LIV測(cè)試系統(tǒng)指標(biāo)書(shū)”中給出)
3、測(cè)試臺(tái):
CTA-LTC1激光器測(cè)試臺(tái)適用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,提供了驅(qū)動(dòng)器固定、PD定位、濾光片切換、遮光、電纜連接等多種結(jié)構(gòu),能快速實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建。其外觀尺寸為330mm x 330mm x 600mm(不含支撐腳)。
CTA-LTC1測(cè)試臺(tái)
自動(dòng)測(cè)試軟件KTS-TRTF-A01