在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置及方法

2023-07-22 13:55:21

專利名稱：在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及光電器件測試技術領域，尤其涉及一種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置及方法。
背景技術：
光電子器件包括光探測器、雷射器等，應用在非常廣泛的領域。由於不同器件應用的環境溫度範圍不同，因而對電器件在不同溫度下的各種光電參數有不同的要求。所以在器件的製備和檢測過程中，就需要在一個很大的工作範圍內測定其各項光電參數。
單純的電學參數的測試相對而言比較簡單，在一定的高低溫裝置內進行測試，將測試連線通過裝置壁連接到外部測試設備即可。當需要進行器件光電參數測試時，就具有一定困難。
比如，如何將測試信號光送到高低溫裝置之內，並且具有測試的準確與可重複性，這將具有一定的難度；同時，如果當溫度範圍較寬，如-55'C 85'C的工作範圍，器件光窗口極易在低溫下結霜，影響入射或者出射光功率，所以影響到光電參數的測試結果。如果使用具有真空功能的能夠達到-55'C的冰箱，那麼升降溫的時間則很長，而且設備造價很高。

發明內容
(一) 要解決的技術問題
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置及方法，以降低在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的複雜性，提高測試的精確度，解決溫度過低時光窗口結霜的問題。
(二) 技術方案
為達到上述目的，本發明採用的技術方案如下一種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置，該裝置包括 杜瓦l;
設置於該杜瓦正面的對測試波長透明的光窗口 2; 設置於該杜瓦內部的用於承載被測器件的熱沉3，熱沉3上設置有安 裝器件的插槽或插孔；
設置於該杜瓦內部的一冷源5和一熱源6;
設置於該杜瓦底端的可打開和關閉的密封門7，用於器件的置入與取
出；
設置於該杜瓦頂端的一真空閥門8，打開後接通真空泵可將杜瓦1內 抽真空，達到一定真空後閥門可關閉；
設置於該杜瓦頂端的一真液氮閥門9，用於打開灌入液氮，同時控制 液氮氣化的快慢程度；
被測器件的信號輸入輸出線IO和溫度控制線11，該信號輸入輸出線 10與溫度控制線11分開，並且用同軸線屏蔽線引出；以及
溫控儀4，具有精確的控溫算法，溫度控制線ll和電加熱器熱阻絲的 電源線經一真空接頭與杜瓦內部熱沉相連接。
上述方案中，所述熱沉3與冷源5相連接，熱源6嵌入熱沉3內部， 熱沉3的溫度由溫控儀4進行精確控制。
上述方案中，所述冷源5為液氮存儲罐，所述熱源6為電加熱器熱阻絲。
上述方案中，對於所述光窗口2，外部入射光線通過光窗口 2直接照 射到安裝在熱沉的器件之上，安裝在熱沉上的器件發出的光通過光窗口 2 射出。
上述方案中，所述熱沉3和冷源5的相對位置以光窗口 2的方向進行 調整，光窗口2側向或者下向，冷源5置於熱沉3上部，二者上下連接； 光窗口2向上時，冷源5底部的位置略低於熱沉3，熱沉3與冷源5側向 連接。
上述方案中，所述熱沉3與其上安裝的器件之間熱傳導良好。 一種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的方法，該方法是將標 準器件與被測器件置於可精確控制溫度的具有光窗口的真空杜瓦內，光信號通過光窗口進入杜瓦，被測器件與標準器件在各種溫度下的技術參數通 過信號輸入輸出線輸出，對被測器件與標準器件的輸出信號進行對比即可 得到被測器件光電參數。
(三)有益效果
本發明提供的這種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置 及方法，裝置簡單實用，造價低，同時測試精確度非常高，用途廣泛，除 了用於光電器件也可以用於半導體材料的光學參數在液氮以上溫度的測 試。
另外，本發明提供的這種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的 裝置及方法，解決了空氣環境中過低溫度下光窗口結霜等問題，並且高低 溫可以在同一裝置中測試，高低溫測試結果之間具有相同的測試條件，所 以具有可比性，減小了測試的複雜程度。


圖1是本發明提供的在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置 的結構示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實 施例，並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
本發明利用一個具有光窗口的真空杜瓦及精確的控溫儀的系統裝置， 將待測器件置於杜瓦真空層中，通過存儲在杜瓦中的液氮作為冷源，電加 熱作為熱源，利用溫控儀精確控制器件溫度，通過光窗口將光信號引入或 者引出，器件的輸入信號和溫控儀控制信號由電纜引出，可以測得器件的 各種溫度下的技術參數。
請參閱圖1，圖1是本發明提供的在特殊高低溫條件下對光電器件進 行測試的裝置的結構示意圖，該裝置包括
杜瓦h
設置於該杜瓦正面的對測試波長透明的光窗口 2;設置於該杜瓦內部的用於承載被測器件的熱沉3，熱沉3上設置有安
裝器件的插槽或插孔；
設置於該杜瓦內部的一冷源5和一熱源6;
設置於該杜瓦底端的可打開和關閉的密封門7，用於器件的置入與取
出；
設置於該杜瓦頂端的一真空閥門8，打開後接通真空泵可將杜瓦1內 抽真空，達到一定真空後閥門可關閉；
設置於該杜瓦頂端的一真液氮閥門9，用於打開灌入液氮，同時控制 液氮氣化的快慢程度；
被測器件的信號輸入輸出線10和溫度控制線11，該信號輸入輸出線 10與溫度控制線11分開，並且用同軸線屏蔽線引出；以及
溫控儀4，具有精確的控溫算法，溫度控制線11和電加熱器熱阻絲的 電源線經一真空接頭與杜瓦內部熱沉相連接。
上述熱沉3與冷源5相連接，熱源6嵌入熱沉3內部，熱沉3的溫度 由溫控儀4進行精確控制。
上述冷源5為液氮存儲罐，所述熱源6為電加熱器熱阻絲。
對於所述光窗口 2，外部入射光線通過光窗口 2直接照射到安裝在熱 沉的器件之上，安裝在熱沉上的器件發出的光通過光窗口 2射出。
上述熱沉3和冷源5的相對位置以光窗口 2的方向進行調整，光窗口 2側向或者下向，冷源5置於熱沉3上部，二者上下連接；光窗口2向上 時，冷源5底部的位置略低於熱沉3，熱沉3與冷源5側向連接。
上述熱沉3與其上安裝的器件之間熱傳導良好。
基於圖1所示的在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置，本 發明提供了一種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的方法，該方法 是將標準器件與被測器件置於可精確控制溫度的具有光窗口的真空杜瓦 內，光信號通過光窗口進入杜瓦，被測器件與標準器件在各種溫度下的技 術參數通過信號輸入輸出線輸出，對被測器件與標準器件的輸出信號進行 對比即可得到被測器件光電參數。
本發明提供的在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置和方 法，可以測試光電器件在一定高低溫範圍內的光電參數，採用了具有光窗
7口的真空杜瓦作為器件測試環境，將器件置於真空杜瓦內真空腔的熱沉 上，熱沉與冷源和熱源相連接，光電器件的信號輸入輸出線與腔外測試系 統相連。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行 了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而 已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
8
權利要求
1、一種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置，其特徵在於，該裝置包括杜瓦(1)；設置於該杜瓦正面的對測試波長透明的光窗口(2)；設置於該杜瓦內部的用於承載被測器件的熱沉(3)，熱沉(3)上設置有安裝器件的插槽或插孔；設置於該杜瓦內部的一冷源(5)和一熱源(6)；設置於該杜瓦底端的可打開和關閉的密封門(7)，用於器件的置入與取出；設置於該杜瓦頂端的一真空閥門(8)，打開後接通真空泵可將杜瓦(1)內抽真空，達到一定真空後閥門可關閉；設置於該杜瓦頂端的一真液氮閥門(9)，用於打開灌入液氮，同時控制液氮氣化的快慢程度；被測器件的信號輸入輸出線(10)和溫度控制線(11)，該信號輸入輸出線(10)與溫度控制線(11)分開，並且用同軸線屏蔽線引出；以及溫控儀(4)，具有精確的控溫算法，溫度控制線(11)和電加熱器熱阻絲的電源線經一真空接頭與杜瓦內部熱沉相連接。
2、 根據權利要求1所述的在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置，其特徵在於，所述熱沉(3)與冷源(5)相連接，熱源(6)嵌入熱沉(3)內部，熱沉(3)的溫度由溫控儀(4)進行精確控制。
3、 根據權利要求1或2所述的在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置，其特徵在於，所述冷源(5)為液氮存儲罐，所述熱源(6)為電加熱器熱阻絲。
4、 根據權利要求1所述的在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置，其特徵在於，對於所述光窗口 (2)，外部入射光線通過光窗口 (2)直接照射到安裝在熱沉的器件之上，安裝在熱沉上的器件發出的光通過光窗口 (2)射出。
5、 根據權利要求1所述的在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置，其特徵在於，所述熱沉(3)和冷源(5)的相對位置以光窗口 (2)的方向進行調整，光窗口 (2)側向或者下向，冷源(5)置於熱沉(3)上部，二者上下連接；光窗口 (2)向上時，冷源(5)底部的位置略低於熱沉(3)，熱沉(3)與冷源(5)側向連接。
6、 根據權利要求1所述的在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置，其特徵在於，所述熱沉(3)與其上安裝的器件之間熱傳導良好。
7、 一種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的方法，其特徵在於，該方法是將標準器件與被測器件置於可精確控制溫度的具有光窗口的真空杜瓦內，光信號通過光窗口進入杜瓦，被測器件與標準器件在各種溫度下的技術參數通過信號輸入輸出線輸出，對被測器件與標準器件的輸出信號進行對比即可得到被測器件光電參數。
全文摘要
本發明公開了一種在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的裝置及方法。該方法是將標準器件與被測器件置於可精確控制溫度的具有光窗口的真空杜瓦內，光信號可以通過光窗口出入杜瓦，被測器件與標準器件進行對比即可得到被測器件光電參數。該裝置及方法可以測試光電器件在一定高低溫範圍內的光電參數，採用了具有光窗口的真空杜瓦作為器件測試環境，將器件置於真空杜瓦內真空腔的熱沉上，熱沉與冷源和熱源相連接，光電器件的輸出信號線與腔外測試系統相連。利用本發明，降低了在特殊高低溫條件下對光電器件進行測試的複雜性，提高了測試的精確度，解決了溫度過低時光窗口結霜的問題。
文檔編號G01M11/00GK101685126SQ20081022361
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月27日 優先權日2008年9月27日
發明者提劉旺, 楊曉紅, 勤 韓 申請人:中國科學院半導體研究所