网站首页技术中心 > 光纤微裂纹诊断仪(OLI)如何快速对硅光芯片耦合质量检测?

光纤微裂纹诊断仪(OLI)如何快速对硅光芯片耦合质量检测?

更新时间:2023-08-04 点击量:456

硅光是以光子和电子为信息载体的硅基电子大规模集成技术,能够突破传统电子芯片的极限性能,是5G通信、大数据、人工智能、物联网等新型产业的基础支撑。光纤到硅基耦合是芯片设计十分重要的一环,耦合质量决定着集成硅光芯片上光信号和外部信号互联质量。耦合过程中最困难的地方在于两者光模式尺寸不匹配,硅光芯片中光模式约为几百纳米,而光纤中则为几个微米,几何尺寸上巨大差异造成模场的严重失配。准确测量耦合位置质量及硅光芯片内部链路情况,对硅光芯片设计和生产都变得十分有意义。

OLI.jpg

光纤微裂纹诊断仪(OLI)对硅光芯片耦合质量和内部裂纹损伤检测,非常有优势,可精准探测到光链路中每个事件节点,具有灵敏度高、定位精准、稳定性高、简单易用等特点,是硅光芯片检测很好的工具


OLI测试硅光芯片耦合连接处质量

使用OLI测量硅光芯片耦合连接处质量,分别测试正常和异常样品,图1为硅光芯片耦合连接处实物图。

图1硅光芯片耦合连接处实物图


OLI测试结果如图2所示,图2(a)为耦合正常样品,图2(b)为耦合异常样品。从图中可以看出第一个峰值为光纤到硅基波导耦合处反射,第二个峰值为硅基波导到空气处反射,对比两幅图可以看出耦合正常的回损约为-61dB,耦合异常,耦合处回损较大,约为-42dB,可以通过耦合处回损值来判断耦合质量。

(a)耦合正常样品

(b)耦合异常样品

图2 OLI测试耦合连接处结果


OLI测试硅光芯片内部裂纹

使用OLI测量硅光芯片内部情况,分别测试正常和内部有裂纹样品,图3为耦合硅光芯片实物图。

图3.耦合硅光芯片实物图

OLI测试结果如图4所示,图4(a)为正常样品,图中第一个峰值为光纤到波导耦合处反射,第二个峰值为连接处到硅光芯片反射,第三个峰为硅光芯片到空气反射;图4(b)为内部有裂纹样品,相较于正常样品再硅光芯片内部多出一个峰值,为内部裂纹表现出的反射。使用OLI能精准测试出硅光芯片内部裂纹反射和位置信息。

(a)正常样品


(b)内部有裂纹样品

图4.OLI测试耦合硅光芯片结果

因此,使用光纤微裂纹诊断仪(OLI)测试能快速评估出硅光芯片耦合质量,并精准定位硅光芯片内部裂纹位置及回损信息。OLI以亚毫米级别分辨率探测硅光芯片内部,可广泛用于光器件、光模块损伤检测以及产品批量出货合格判定。