Chroma 52403P短脈衝電源測量單元 (Source Measure Unit) 是一款PXI-Express短脈衝電源測量單元，專為高功率雷射二極管 (LD) 等熱敏元件測試用的高速、高精度、高可靠性電源測量單元。它將高速脈衝產生器 (Pulser) 模組、高精度SMU模組和DAQ模組整合到一個PXIe SMU 中。52403P短脈衝SMU可以運用Pulser模組和DAQ模組來測量高功率雷射二極體的LIV測試。另外，Chroma 52403P短脈衝SMU的模組非常適合測量LD的低電流量測，例如：漏電流。Chroma 52403P短脈衝電源測量單元讓使用者只需單一SMU模組即可完成LD相關光電特性曲線測試。

52403P短脈衝SMU具有出色的輸高輸出轉換率和高輸出電流Pulser模組，可以輸出優異的10A大電流10uS脈衝或是1A電流5uS脈衝。此外，影響電流脈衝上升時間和下降時間的一個主要關鍵因素是電感。52403P短脈衝SMU允許來自測試線材和待測物的電感高達3uH，並且仍然能夠提供出色的的10A大電流10uS脈衝或是1A電流5uS脈衝。

52403P短脈衝電源測量單元的SMU模組配備16個可由軟體選控的控制頻寬，滿足不同待測物阻抗，得到最快且穩定的輸出，同時避免振盪產生；另外，18位DAC和18位ADC的多組電流測量範圍提供最適當分辨率和精度，採樣率也高達100K S/秒。

52403P短脈衝SMU內建2M Sample/sec. DAQ (資料擷取) 模組， 能夠蒐集和計算來自高速Photodiode和搭配的TIA (Transimpedance Amplifier) 產生的電壓信號，實現LIV量測。因為單一SMU即可執行LIV量測，大大降低了測試系統的整合難度，也節省了大量的開發時間。

多功能的前置面板和C / C # / Lab VIEW/LabWindows APIs為客戶提供相當便捷的研發測試，背面插口兼容於PXIe和PXI-hybrid插槽，這些功能使Chroma 52403P在PXIe和PXI-hybrid系統設計中得到更廣泛的應用。

Chroma 52403P短脈衝SMU內建專利硬體時序引擎，使用時序 (Deterministic Timing) 控制每個電源量測單元，即使未與電腦連接使用，量測程序仍可正常執行；時序引擎能儲存高達8,192筆控制指令和8百萬筆量測數值資料，可同步化進行數個模組卡片的量測程序，並確保無任何輸出及量測之時間延遲。

Chroma 52403P短脈衝SMU具有優秀的高速轉換率能力，能快速的上升和下降，即使在10A大電流輸出時，也能提供10uS 短脈衝；或是1A輸出時，提供5uS短脈衝，以減少LD自體發熱影響測試正確性。 圖1顯示了將3M輸出線材短路時的10A/10uS脈衝曲線；圖2顯示在以 3M輸出線材短路電纜時，10A/3.5A/1A 10uS脈衝曲線之間的上升/ 下降時間差異很小；圖3顯示10uS 10A脈衝曲線與3M/2M/1M 短路電纜幾乎完全相同。52403P短脈衝SMU可以輸出優異的脈衝曲線，幾乎不受輸出電流和電纜長度的影響。

▲ 圖1：10A 10uS 脈衝曲線

▲ 圖2：10A/3.5A/1A 10uS 脈衝曲線

▲ 圖3：3M/2M/1M 輸出線材10A 10uS 脈衝曲線

LIV測試是雷射二極體(LD)的一項重要測試項目，蒐集LD的工作點、斜率效率和閾值電流等數據。LIV測試的另一個重要功能是能夠識別雷射二極體Kinks缺陷。與其他SMU不同，Chroma 52403P短脈衝SMU除了能夠輸出uS等級的Pulse Sweep 給LD，LD發光給PD，PD產生光電流，TIA將光電流轉換為電壓，重點在Chroma 52403P內建的DAQ模組能即時採集電壓信號，然後通過計算Pulse Sweep I/V數據和L數據而形成重要的LIV曲線，如圖4示意。

▲ 圖4：LIV 一體量測示意圖

Chroma 52403P短脈衝電源量測單元包含2個主要模組：高速脈衝產生器(Pulser)模組和SMU模組，高速脈衝產生器(Pulser)在第1象限輸出操作；SMU模組為4象限輸出操作，可供應電壓/電流源(I/III 象限)或模擬負載(II/IV 象限)，如圖6示意。

▲ 圖5：高速脈衝產生器(Pulser)模組輸出象限

▲ 圖6：SMU模組輸出象限

為了提供便利的使用環境，Chroma提供了多種軟體控制面板，以應對高速脈衝產生器輸出編輯，只需在高速脈衝產生器模組軟體控制面板輸入幾個脈衝參數，即可完成輸出編輯，如圖7示意。應對高精密量測，Chroma則提供一個SMU模組軟體控制面板，在輸入主要設定參數後，如：range、clamp、aperture time、loop bandwidth和輸出值，即可以進行高精度測試和量測，如圖8示意。應對需要精確時序控制量測，Chroma提供硬體序列引擎，因為在執行期間不受PC OS延遲影響，能依設定時間執行命令，一旦SMU接收觸發訊號，硬體將逐行執行時序表中的指令，如9示意。

▲ 圖7：高速脈衝產生器模組軟體控制面板

▲ 圖8：SMU模組軟體控制面板

▲ 圖9：硬體序列引擎編輯面板

護衛輸出(Guarding)的應用在低電流(< 奈安)量測時是一項很重要的技術。護衛輸出可以避免漏電流的問題，並降低量測穩定時間，此輸出可保持與主輸出(Force)為同電位，如此在護衛輸出與主輸出間不會有電流產生。護衛輸出同時也消除了電源量測單元與待測體之間導線的電容，使得量測變得快速且精準。

▲ 圖10：在沒有護衛輸出(Guarding)時，低電流時會產生漏電流，經由電纜線的介電層，遮蔽層而流回電源負極。

▲ 圖11：Guard Connection - 三軸轉接線(Triaxial Cable)除了護衛輸出外，亦可用來消除輸出線材的電容(Cable Capacitance)。

為縮短測試時間，52403P短脈衝電源量測單元的SMU模組皆設計為快速反應、高速電壓與電流輸出的16組控制頻寬，可經由軟體設定選擇最適當控制頻寬，主要因為待測物(DUT)的阻抗、治具或電源線都有可能成為整個控制迴路在電壓或電流輸出模式下不穩定的潛在因素，一個不穩定的控制迴路可能造成過飽和震盪，甚至損壞待測物。因此需要在測試迴路中修正阻抗，讓系統重新獲得穩定。
52403P短脈衝電源量測單元提供軟體程控控制頻寬選擇，此功能可免去對待測物的控制電路修正阻抗之困擾，此設定可做為測試程式參數的一部分，頻寬選項的選擇也可隨待測物做相對改變。

圖12：電源量測單元在不同控制頻寬選項下的輸出波型