-
-
-
-
-
-
اتصل بنا
الحل
الحل
الاختبار البصري الإلكتروني
1. تتمثّل جوهر حلّ الاختبارات البصرية الإلكترونية لمحطة الفحص في التموضع الدقيق والاتصال المستقر، بالإضافة إلى التكامل الفعّال للأنظمة البصرية والكهربائية وأنظمة التحكم، مما يتيح توصيفًا دقيقًا وآليًا لأداء الأجهزة البصرية الإلكترونية.
من خلال استخدام محطة مسبار عالية الدقة، نضمن اتصالًا كهربائيًا مستقرًا بين المسبار وأقطاب الجهاز، مع الحفاظ في الوقت نفسه على محاذاة دقيقة للمسارات البصرية (مثل الألياف والعدسات). وعند دمج هذا النظام مع أجهزة خارجية مثل مصادر الضوء والمطياف والأوسيلوسكوب، يصبح بالإمكان الحصول بشكل متزامن على الإشارات البصرية والكهربائية، مما يتيح في النهاية تقديم مقاييس أداء رئيسية مثل كفاءة التحويل الكهروضوئي لجهاز ما وسرعة استجابته.
(1) اختبارات الصمام الثنائي المُضيء/الليزر (LD)
تتمحور التكوين الأساسي حول «التفاعل بين إخراج الضوء والطاقة الكهربائية»، مما يتطلب محطة مسبار عالية الدقة، ومصدر طاقة نبضي/مستمر، ومطياف، وكرة تكاملية، ومقياس طاقة بصري. تشمل الاختبارات الرئيسية قياس كفاءة التحويل الكهروضوئي، والتوزيع الطيفي، والتيار العتبوي، وخصائص العلاقة بين الضوء والطاقة والتيار والجهد (LIV). إن التحكم الدقيق في درجة الحرارة ضروري لمحاكاة ظروف التشغيل الواقعية.
(2) اختبار كاشف الضوء (PD)
يكمن جوهر الأمر في «الحصول المتزامن على تحفيز الإشارة البصرية والاستجابة الكهربائية»، وتشمل المعدات محطة مسبار، ومصدر ضوء بطول موجي قابل للضبط (مثل الليزر أو المونوكروماتور)، ومكبرات تيار منخفضة الضوضاء، وأوسيلوسكوب. ينصب التركيز على اختبار الاستجابة، والكفاءة الكمومية، والتيار المظلم، وسرعة الاستجابة، ونطاق الاستجابة الطيفية—مع التأكد من حماية فعالة من الضوء المحيط والتشويش الكهرومغناطيسي.
(3). اختبارات الأجهزة الكهروضوئية (PV)/الخلايا الشمسية
التركيز الأساسي هو «محاكاة إشعاع الضوء الشمسي وتوصيف الأداء الكهربائي»، ويتطلب ذلك محطة مسبار، وجهاز محاكاة شمسية قياسي (طيف AM1.5G)، ووحدة قياس مصدر (SMU). تشمل الاختبارات الرئيسية جهد الدائرة المفتوحة، وتيار الدائرة القصيرة، ومعامل التعبئة، وكفاءة التحويل. وفي بعض الحالات، سيتم استخدام مجموعة من المجسات لرسم خريطة للأداء المحلي للأجهزة ذات المساحة الكبيرة.
الأجهزة الكهروضوئية هي مكونات وظيفية يتم تصنيعها استنادًا إلى تأثير التحويل الضوئي الكهربائي. يمكن تصنيف هذه الأجهزة البصرية إلى رقائق كهروضوئية ومكونات بصرية ووحدات بصرية. تشمل الأنواع الرئيسية للأجهزة الكهروضوئية: الصمامات الضوئية، وأنابيب المضاعف الضوئي، والمقاومات الضوئية، والثنائيات الضوئية، والترانزستورات الضوئية، والخلايا الشمسية، والمقاييس الضوئية، والمصابيح الثنائية الباعثة للضوء (LEDs)، والثنائيات الليزرية (LDs)، والكاشفات الضوئية، وغيرها.
تُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع في مجالات مثل الليزر، والكشف البصري، والنقل الضوئي، والمعالجة البصرية، والشاشات القائمة على الضوء، والتخزين البصري، والتكامل البصري، والاتصالات الضوئية الإلكترونية، والرعاية الصحية، والقياس، ومعالجة المعلومات، والاستشعار البصري. ولضمان أداء وجودة الأجهزة الضوئية الإلكترونية، من الضروري إجراء اختبارات شاملة تغطي خصائصها الفيزيائية والكهربائية والبصرية والحرارية وغيرها، باستخدام مجموعة من التقنيات التجريبية للتحقق من موثوقيتها وتميزها.
2. النقاط الأساسية التي تم معالجتها والمحاور التقنية الرئيسية:
(1) عدم التزامن البصري الإلكتروني الجيد: في الاختبارات التقليدية، يحدث تحميل الإشارات الضوئية بشكل غير متزامن مع الحصول على الإشارات الكهربائية، مما يجعل من المستحيل التقاط المعلمات الحرجة بدقة، مثل سرعة استجابة الجهاز والخصائص العابرة.
(2) عدم كفاية دقة الاختبار: يؤدي التلامس غير المستقر بين المسبار والقطب، وعدم محاذاة المسار البصري، بالإضافة إلى الضوء المحيط والتشويش الكهرومغناطيسي، إلى ضعف قابلية تكرار البيانات وأخطاء قياس كبيرة.
(3) عملية اختبار غير فعّالة: إن استبدال المكونات يدويًا، وضبط المسارات البصرية، وتحديد موضع المجسات أمرٌ شديد الإزعاج ويستغرق وقتًا طويلاً عند التعامل مع الاختبارات الجماعية على مستوى الرقاقة، مما يجعل من الصعب تلبية متطلبات الإنتاج بكميات كبيرة.
(4) ضعف القدرة على التكيف مع البيئات المختلفة: تختلف متطلبات الأجهزة الكهروضوئية المختلفة (مثل المصابيح الثنائية الباعثة للضوء والخلايا الضوئية) بشكل كبير فيما يتعلق بالمكونات الخارجية مثل مصادر الضوء وأجهزة الكشف، مما يجعل من الصعب على الحلول التقليدية التبديل بسرعة بين هذه المكونات ودمجها.
3. النقاط الفنية الرئيسية
(1) تقنية التحديد المنسق عالي الدقة: تستخدم المجاهر البصرية ومقياس التداخل الليزري وأدوات أخرى لتحقيق التحديد المنسق بدقة من مستويين—أولًا بين المسبار والأقطاب الكهربائية (على مقياس الميكرومتر)، ثم بين المسار البصري ومناطق الجهاز الحساسة للضوء أو الباعثة للضوء—ما يضمن اقترانًا فعّالًا للإشارات البصرية والكهربائية.
(2) تقنية التنسيق المتكامل للتحكم البصري والكهربائي: تستخدم هذه التقنية نظام تحكم موحد لتحقيق تشغيل متزامن على مستوى ملي ثانية لتبديل مصدر الضوء أو ضبطه، وتحريك مرحلة المجسّات، وإخراج الطاقة، وجمع الإشارات، مما يضمن دقة اختبار الخصائص العابرة/الديناميكية.
(3) تصميم منخفض الضوضاء ومضاد للتشويش: تتميز محطة المجسات بغرفة مُحاطة بدرع، مقترنة بمصادر طاقة منخفضة الضوضاء ومكبرات تيار وأجهزة ملحقة أخرى. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام هيكل عازل بصري للتخلص من تداخل الضوء المحيط، مما يقلل بشكل أكبر من الضوضاء في الركيزة الخاضعة للاختبار.
(4) تقنية الدمج المعياري والآلي: باستخدام تصميم معياري، يتيح هذا النظام استبدالًا سريعًا للأجهزة الطرفية مثل مصادر الضوء وأجهزة الكشف لاستيعاب أجهزة متنوعة. وعند دمجه مع ميزات مثل امتصاص الرقاقة ومعايرة بطاقة المجسات تلقائيًا، فإنه يتيح إجراء اختبارات آلية بالكامل - بدءًا من الشرائح الفردية وصولًا إلى الرقاقات بأكملها.
4. ملخص حل الاختبارات البصرية الإلكترونية لمحطة الفحص.
(1) طفرة في التصوير فائق الدقة: من الدقة التقليدية بمستوى المليمتر إلى دقة تقل عن الميكرون أو حتى على مقياس النانومتر، أصبحت التقنيات المتقدمة مثل المجهر البؤري والمجهر الضوئي للمنطقة القريبة الآن تتيح رؤية واضحة لأدق التفاصيل الضوئية في المصابيح الليد الميكروية والنقاط الكمية والأجهزة الأخرى ذات الحجم النانوي.
(2) اختراق في التوصيف البصري الكهربائي البصري المتزامن: تحقيق اكتساب متزامن على مستوى ميلي ثانية للإشارات الضوئية من بقعة الضوء (الشدة، الطيف)، والإشارات الكهربائية (الجهد، التيار)، وصور دقيقة الدقة للمورفولوجيا الميكروية، مما يحل التحدي الحرج المتمثل في الربط بين «أين توجد بقعة الضوء، وكيف تؤدي أداءً، ولماذا تتصرف بهذه الطريقة».
(3) اختراق التقاط الظواهر العابرة الديناميكية: يتحرّر هذا النهج المبتكر من قيود الاختبارات الثابتة التقليدية، إذ يستفيد من كاميرات عالية السرعة مقترنة بمصادر ضوء نبضية لالتقاط التغيرات العابرة على مستوى النانو ثانية في الضوء—مثل استجابة التبديل في ديودات الليزر أو ديناميكيات استجابة النبضات في الكواشف الضوئية.
(4) اختراق المسح السريع لمساحات واسعة: من خلال دمج منصة آلية مع تقنية الكشف ذات المصفوفة الخطية، زدنا كفاءة الاختبارات ذات النقطة الواحدة بمقدار 100 مرة، مما يتيح رسم خرائط سريعة للبقع الضوئية عبر الرقائق بأكملها (8–12 بوصة) مع الحفاظ على الدقة المجهرية والإنتاجية الكلية.
الأهمية
(5) تمكين الإنتاج الضخم للأجهزة الميكروية والنانوية للضوئيات الإلكترونية: فهي بمثابة «المفتش ذو العين الحادة» للكشف عالي الكفاءة أثناء نقل مجموعات مصابيح LED الميكروية وفحص الكواشف الضوئية الإلكترونية على مستوى الرقاقة—وبدونها، سيكون من المستحيل إجراء مراقبة جودة واسعة النطاق لهذه الأجهزة الصغيرة.
(6) تحليل أعطال الأجهزة المتسارع: تتيح هذه التقنية تحديد الموقع الفعلي لـ «البقع المعيبة» و«نقاط الضوء الضعيفة» بشكل مباشر، مما يقلل عملية تحليل الأعطال من «فحص الرقاقة بالكامل» إلى «تحديد نقطة واحدة بدقة»، وبالتالي خفض تكاليف البحث والتطوير والإنتاج بشكل كبير.
(7) قيادة الابتكار في أجهزة الإلكترونيات الضوئية من الجيل التالي: توفير أدوات متقدمة لتحقق الأداء—مثل كاشفات الفوتون الواحد والمكونات الإلكترونية الضوئية المتكاملة—للحقول الناشئة مثل الاتصالات الكمية والرقائق الضوئية، هو دعم حيوي يسد الفجوة بين الاكتشافات المختبرية والتطبيقات العملية.