用于VCSEL的故障检测方法和故障检测设备技术

本发明专利技术公开一种用于在短时间内以低成本检测损坏的VCSEL的方法。尚未遭受ESD损坏的多模VCSEL呈现示出了与激活层和上下反射器(DBR)的结构对应的若峰值数目的发光频谱。另一方面，已经遭受ESD损坏并且具有损坏的激活层的VCSEL呈现出了示出比最初峰值数目少的峰值，例如两个或更少的峰值，的发光频谱。因此，发光频谱分析器分析该发光频谱，并且当峰值的数目等于或少于预定数目，例如两个或更少时，确定已经发生ESD损坏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于VCSEL的故障检测方法和故障检测设备。
技术介绍
在半导体激光器中，除了使光沿着在平行于与基质基板表面平行的方向上共振， 并沿着在该方向上发射的类型的激光器之外，还有还存在使光沿着在垂直于基质基板表面的方向上共振，并且沿着在垂直于该基质基板表面的方向上发射的VCSEL(垂直腔面发射激光器)。VCSEL具有许多优点。例如，具有利用VCSEL的系统的功率消耗小，甚至在电流很小时也能够进行高速调制，并且由于响应针对温度变化的特性变化小因此能够简化温度控制器。VCSEL广泛应用于诸如Gigabit Ethernet (注册商标)或光纤信道的光源、激光打印器和光学互连网的各领域。另一个方面，存在VCSEL可能由于ESD (静电放电)而受损，并且趋于发生VCSEL 的光电性质变差的故障的问题。因此，提出了检测由于ESD引起的损坏和故障的发生的各种技术。例如，提出这样一种技术其中检验VCSEL反向偏压时的漏电流作为判断该VCSEL 是否因ESD而受损的手段。引用清单专利文献专利文献1 JP-T-2008-520113
技术实现思路
技术问题通常，通过进行诸如如图5所示的电流/光发生功率特性和电流/电压特性，或图 6所示的电致发光(EL)测量这样的各种光电评价来判断VCSEL是否由于ESD而受损。但是，由于下面的原因，存在难以从这些测量检测受损的VCSEL的问题。(1)必需提供多种用于评价的装置，例如半导体参数系统、光功率计、红外摄像机或显微镜。(2)从VCSEL与各装置的连接到测量结束需要大量的测量时间。(3)当VCSEL通过用透镜或封装(package)密封而模块化时，不能进行评价。(4)在专利文献1中所公开的技术中，如上所述，检验VCSEL反向偏压时的漏电流作为判断VCSEL是否被ESD损坏的手段。但是，由于对VCSEL施加反向偏压需要电源、电流表和用于接线的附加焊盘，因此存在系统变成大规模系统并且增加成本的问题。为此，需要检测VCSEL中的ESD损坏的其他技术。鉴于这些情况提出本专利技术，并且能够解决上述问题。本专利技术的目的是提供一种在短时间内并且以低成本检测VCSEL损坏的技术。问题的解决本专利技术的一种形式(mode)涉及用于VCSEL的故障检测方法。涉及用于VCSEL的故障检测方法的本专利技术的第一方面包括获得该VCSEL的输出光的步骤；通过分析发光频谱确定该输出光的发光频谱的峰值数目的步骤；以及当峰值数目小于预定数目时确定在VCSEL中已经发生故障的步骤。本专利技术的第二方面涉及在第一方面的故障检测方法，所述预定数目是与该VCSEL 的激活层和形成在该激活层上下的反射器的结构对应的数目。本专利技术的另一种形式涉及一种用于VCSEL的故障检测设备。涉及用于VCSEL的故障检测设备的本专利技术的第三方面构造成获得作为待检查对象的VCSEL的输出光；通过分析发光频谱确定该输出光的发光频谱的峰值数目；并且当峰值的数目小于基准阈值时，确定在该VCSEL中已经发生故障，所述基准阈值是尚未发生故障时出现的VCSEL的峰值数目。本专利技术的有益效果根据本专利技术的用于VCSEL的故障检测方法和故障检测设备，可以提出在短时间内并且以低成本检测损坏的VCSEL的技术。附图说明图1是示出典型的氧化物型多模VCSEL的结构的示意图。图2是示出激活层和振荡频谱之间的典型关系的概念示意3(a)和3(b)是示出VCSEL的发光频谱的曲线图，其中图3 (a)示出没有ESD损坏的VCSEL的发光频谱，而图3 (b)示出有ESD损坏的VCSEL的发光频谱。图4是示出根据本专利技术实施例的检测ESD损坏的系统的示意图。图5是示出根据常规技术的VCSEL的典型的发光功率特性的曲线图。图6是示出根据常规技术的EL图像的示意图。附图标记清单10 通信模件20 =VCSEL30 光纤50 光学频谱分析器具体实施例方式在下文中，将参考附图说明执行本专利技术的方式(下文中叫做“实施例”)。提出一种技术，其中当将向前方向和相反方向上的ESD施加于VCSEL并且该VCSEL的内部被损坏时，只是通过测量该VCSEL的发光频谱就能够正确地检测被损坏的VCSEL，而不用进行各种常规的光电评价。典型的氧化物型多模VCSEL (multi-mold VCSEL)的结构示于图1中。该VCSEL在激活层上具有选择性地氧化的电流限制孔，并且上下半导体分布布拉格反射器(DBR)布置在电流限制孔的上面和激活层的下面，该激活层具有多量子阱(MQW)的结构。表示该激活层和振荡频谱之间的关系的概念示意图示于图2中。如该图所示，MQW用作使中心波长在边模(side mode)中光的振荡的重要部分。已知，当施加ESD时，光电性质将变得比以前更差。作为进行各种实验的结果，获得了在输出光的中心波长和边模中呈现变化的知识。没有ESD损坏的VCSEL和有ESD损坏的VCSEL的发光频谱(也叫做“振荡频谱”) 示于图3(a)和图3(b)中。在图3中，(a)示出ESD损坏之前的多模VCSEL的发光频谱，并且获得示出与激活层(MQW)的结构和上下反射器(DBR)的结构对应的若干个峰值的发光频谱。在这种情况下，存在三个峰值。另一方面，如图3(b)所示，当有ESD损坏的VCSEL在激活层中具有损坏时，获得示出比最初的峰值数目少的峰值的发光频谱。在这种情况下，存在两个峰值。当存在能够检测发光频谱的系统时，可以发现ESD损坏的存在。检测上面提到的现象的系统示于图4中。如该图所示，不需要复杂的测量，能够通过利用已知的光学频谱分析器50作为检测系统来检测发光频谱的变化。具体说，从具有VCSEL 20的通信组件10输出的光通过利用光纤30连接于光学频谱分析器50。光学频谱分析器50分析该发光频谱， 并且如图3所示，输出分析结果。作为该分析的结果，当发光频谱的峰值少于预定数目时， 判定在该VCSEL 20中发生了由于ESD引起的损坏。用作阈值的所述预定数目设定成比预先测量的峰值数目更小的数目。即，预先获得所用的VCSEL 20的输出光的发光频谱，并且计数峰值的数目。当通过取得待检测的VCSEL 20的输出光并且取得该输出光的发光频谱所获得的峰值数目小于预先获取的峰值数目时，判定存在故障。在生产通信模件10的安装过程中，很难明确在什么过程发生ESD并且对VCSEL 20 造成损坏。因此，当VCSEL 20是模件化产品时，筛查(screen)损坏的VCSEL 20是最有效的。当VCSEL 20模件化并且根据诸如IV (电流/电压)特性的电气特性筛查时，该模件的内部是复杂的。当VCSEL 20根据IL(电流/光输出)特性筛查时，该VCSEL 20本身的发光密度不能被测量，因为在模件化的状态中存在模件的输出损失。但是，根据上面提到的检测发光频谱的峰值数目的技术，能够只是通过测量发光频谱来检测VCSEL20的ESD损坏。因此，利用非常简单并且不昂贵的检查进行所述筛查成为可能。即，通过仅仅测量发光频谱能够检测损坏的VCSEL 20，而不需要获得电流/光输出功率特性、获得电流/电压特性和进行EL测量。因此，在短时间内能够通过一种故障检测设备(例如，光学频谱分析器50)进行测量是可能的。即使VCSEL是一种封闭的模件，也能够进行测量，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中田敦，山形智枝美，田中聪，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，
类型：发明
国别省市：