説明 

高速ネットワークや5Gの開発を推進するフォトニック集積回路（PIC）は、電気通信の世界ではよく知られた技術である。これは主に、バルクオプティクスに比べて小型、高速、安価で環境に優しいトランシーバや受動部品の開発に躍起になっているおかげである。PICはまた、他の分野（ラボオンチップ、LIDAR技術、量子コンピューティングなど）でも、商業的・研究的な観点から注目を集めている。 

EXFOは、このペースの速いPIC業界やコミュニティと長年にわたり密接に協力し、自動化、スケーラブル、高速、高精度、コスト最適化を実現するテスト＆計測（T&M）ハードウェアおよびソフトウェア・ソリューションを開発してきました。これらのソリューションは、単純な光学テストからスペクトル光学特性評価やトラフィック解析まで、多岐にわたります。EXFOはまた、ウェーハ、バー、マルチダイ、シングルダイの各構成に対応した豊富なプローブステーションと、強力な自動化ソフトウェアスイートも提供しています。 

EXFOは、コンソーシアムへの加盟を通じて、世界中の主要ベンダーと提携し、PICテストのための統合ソリューションを提供しています。 

新しい技術、新しい挑戦 

集積フォトニクスの台頭は、研究開発および製品の商業的成功に向けた成熟の反復において、複雑で新しい課題をもたらす。テストは製品のコストの大半を占め、そのアウトプットは設計・開発から認定・検証を経て生産に至るまで、ライフサイクルの全段階で消費されるため、極めて重要な側面である。 

この点では自動化が鍵となる。しかし、フォトリソグラフィ製造が約束する規模の経済の収益性を満たすという観点から、膨大な量の回路やポートに対して、テスト工程の再現性、拡張性、並列化も必要である。 

また、アクティブ（発光）またはパッシブ（導光）光学コンポーネントの試験において、進化する光学試験要件に追従し、それに応じてフォトニクスラボを装備することは厄介なことです。現在あるいは近い将来、どのようなスペクトル試験機能を求めるべきか？PICのトラフィック解析を得るにはどうしたらよいでしょうか？解決策を探るために、この先をお読みください。

PICおよび光学部品の設計からテスト、検証までのテストを自動化し、高速化する。

PICダイの設計と製造は急速に成熟しており、フォトニックウェハには現在、プロセス設計キット（PDK）を通じてファウンドリから入手可能な何千ものコンポーネントが含まれている。このようなPDKを作成・更新するために、ウェハメーカーには、特定の光学部品に必要なさまざまなパラメータを最適化するための信頼性の高いテストソリューションが必要です。 

テストは、設計と製造の後に、設計ツールにフィードバックを提供し、最適化に役立てるための重要なステップである。また、PICチップの組み立てやパッケージングを通してデバイスが期待通りに動作することを保証するため、プロセス制御にも必要です。PICデバイスは通常、ダイシング前にウェーハレベルでテストされ、欠陥をできるだけ早期に検出し、不良ダイのパッケージングを回避する。  

PICウェハープローブステーションを使用し、特別に設計された光ファイバーハードウェアと高精度アライメントソフトウェアを使用して、各チップに光を出入りさせることができます。ファイバーアレイを使用して、複数のコンポーネントを同時にカップリングすることも可能です。高精度のアライメントとスピードにより、カップリングの最適化はほんの数秒のうちに完了します。 

光がウェーハに結合されると、DUTの光学特性を測定することができます。フォトニックデバイスのテストは、EXFOの専門技術の中核であり、CTP10は特にPIC測定の主要な課題に対応しています。EXFOのPICテストソリューションは、光学部品を迅速、確実、正確に測定することができます。 

EXFO Pilotソフトウェア ー 単一ダイのエッジ・カップリング

自動プローブ・ステーション 

OPALシリーズの自動プローブステーションは、集積フォトニクスにおけるウェハ、マルチダイ、またはシングルダイのテストにおいて、業界をリードする性能を発揮するように設計されています。トレンチカップリング機能と再構成可能なオプションにより、正確で再現性の高い高速測定を実現します。   

フォトニック集積回路（PIC）の柔軟なテスト 

OPALシリーズは、シングル・ダイ、マルチ・ダイ、ウェーハレベルのエッジ・カップリング・アプリケーションの特定のニーズを満たすように設計されたさまざまなモデルにより、汎用性の高いPICテスト・ソリューションを提供します。  

OPAL-SD：シングルダイテスト用のエントリーレベルの半自動プローブステーションです。自動オプティカルアライメントとトレーサブルなテスト結果を備え、柔軟でコスト効率に優れ、性能のアップグレードが可能です。ダイプローブと電気プローブの位置決めは手動で行うため、高精度テストの実用的なソリューションとなります。  

OPAL-MD：高性能マルチダイ・テストステーション。高度な集積フォトニクスの特性評価用に設計されており柔軟なテストセットアップが可能です。OPAL-MDは、EXFOおよびサードパーティの測定器に対応しており、包括的なデータ駆動型PICテストをサポートします。 

OPAL-EC : エッジカップリングに最適化された最先端のウェーハレベル・テスト・ステーション。業界をリードする精度、スピード、柔軟性を提供します。OPAL-ECは、EXFOの光学測定機能とサードパーティ製測定器との互換性を併せ持ち、高精度なウェハレベルPICテストに最適です。  

受動部品の試験

PICベースの受動部品のテストは、アレイ導波路型グレーティング（AWG）のようにポート数が多い部品や、1つのダイ上でテストする部品数が非常に多いため、しばしば困難です。コンポーネント・テスト・プラットフォームは、連続可変レーザーと連動して動作し、レーザーのスペクトル範囲にわたって光挿入損失、リターン損失、偏波依存損失を測定するマルチポート検出システムです。この方法では、通常1ピコオーダーの高い波長分解能で、迅速に光スペクトルを得ることができる。 

CTP10は、T200SまたはT500Sの連続波長可変レーザと組み合わせて使用するモジュール式のコンポーネントテストプラットフォームです。CTP10は、200nm/sの掃引速度でも高いスペクトル分解能と70dBのダイナミックレンジを持ち、1回のスキャンで多ポートデバイスのスペクトル特性を評価します。CTP10の測定波長は1240～1680 nmで、電気通信、センシング、LIDARなど幅広いアプリケーションに対応します。光と光電流の両方の測定が可能で、PICのファーストライト探索やカップリングの最適化のためのアナログ出力も可能です。電子回路と内蔵プロセッサにより、データ転送も簡単です。CTP10はSCPIコマンドによるリモート制御が可能なため、PIC自動テストセットアップの一部として統合することができ、テスト時間を短縮しながらPICテストのスループットを向上させることができます。CTP10の20fmまでの高いサンプリング分解能は、変調器やセンサーに応用される高Qリング共振器（下図参照）の共振のような狭いスペクトルの特徴を正確に測定することを可能にします。 

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出力数が限られているPIC部品の特性評価には、CT440がよりコンパクトなソリューションとなります。CT440は、CTP10と同等の波長精度とスペクトルカバレッジを持ち、IL/PDL測定が可能です。 

再構成可能テスト

単一ウェハー上で何百、何千ものコンポーネントをテストする場合、自動化はすぐに不可欠になる。これは、光機能がデバイスごと、あるいはダイごとに異なる可能性があることを考慮すると、特にそうである。その結果、PICテストソリューションは、自動光スイッチを使用したポート接続の高速再構成に対応する必要がある。さらに、よりシンプルなシングルポイントテストも、テストと測定（T&M）プロセスの全体的な速度に有益である。 

EXFOのソリューションは、2つの角度からこの課題に取り組んでいます。第一に、オプティカルテストビルディングブロック（FTBxモジュール）によるシンプルなレーザー＋パワーメーターテスト構成で、アッテネーターやスイッチ、異なるタイプの光源を追加することが可能です。第二に、MXSマトリックススイッチによる迅速かつ再現可能な再構成です。 

関連リソース： 

• モジュラー光学テストソリューション 

PICベースのトランシーバートラフィック解析 

フォトニック集積回路は現在、トランシーバー業界で起きている帯域幅ストレスに対処するために導入されている。このストレスは、データセンターや5Gアプリケーションで経験する性能要求やコスト圧力が増え続けていることに起因しています。 

エンド・ツー・エンドのトランシーバー認定には、ハイエンドの光・電気テスターが必要です。トランシーバベンダーがトランシーバのライフサイクル全体を通じてコンプライアンスを確保できるよう、EXFOはEA-4000サンプリングスコープやBA-4000ビットエラーレートテスタなど、ウェハレベルからパッケージデバイスまで幅広い電気的・光学的テストソリューションを提供しています。 

ビット・エラー・レート・テスターとサンプリング・スコープの詳細については、当社のチラシをダウンロードしてご覧ください。