泰克(Tektronix)旗下吉时利(Keithley)的 SourceMeter(源表)源测量单元(SMU) 在光电子学领域的应用。
Keithley的SourceMeter是一种高度集成、高精度的仪器，它同时结合了以下功能：
精密电源
电流源
数字万用表
电子负载
脉冲发生器
这种“all-in-one”的特性和皮安(pA)级的电流测量与微伏(μV) 级的电压测量能力，使其成为光电器件研发、生产和测试中不可或缺的工具。
泰克Keithley SourceMeter 光仪器为何适合光电测试?
光电器件的测试核心通常涉及：施加一个精确的激励(电压或电流)，并同步测量其产生的响应(电流或电压)。这正是SourceMeter的专长。
高精度测量：能够准确测量光电器件(如光电二极管)产生的极其微弱的光电流(低至皮安级别)。
四象限操作：SourceMeter可以工作在电压-电流平面的所有四个象限，这意味着它既能作为电源(输出功率)为器件供电，也能作为负载(吸收功率)来测试器件。这对于测试太阳能电池和LED至关重要。
消除切换延迟：传统方案需要使用独立的电源和万用表，并在它们之间进行切换，这会引入误差和延迟。SMU内部同步施加激励和测量响应，速度更快，数据更精确。
** Kelvin连接 **：提供四线制(Kelvin)连接方式，可消除测试线缆的电阻带来的压降误差，确保施加到器件上的电压是绝对精确的。
在光仪器中的主要应用场景
以下是SourceMeter在光电领域几个典型且重要的应用：
1. 光电二极管(Photodiodes)特性分析
光电二极管是光探测的核心元件，SourceMeter用于绘制其关键特性曲线：
I-V特性曲线：在黑暗(暗电流)和不同光照条件下，扫描施加在光电二极管上的电压，并同步测量产生的电流。这条曲线可以揭示：
暗电流：无光照时的泄漏电流，是衡量二极管质量的关键指标。
线性度：光电二极管输出电流与光照强度的线性关系。
响应度：产生的光电流与入射光功率的比值(A/W)。
光谱响应测试：配合单色仪，测量光电二极管在不同波长光照射下的响应度。
2. 激光二极管(Laser Diodes)与发光二极管(LED)测试
这是SourceMeter最经典的应用领域之一，用于获取器件的L-I-V曲线。
L-I-V测试：对激光二极管/LED施加一个电流扫描(作为电流源)，同时测量其两端的电压降(V)，并使用外部光功率计同步测量其输出的光功率(L)。
阈值电流：激光二极管开始激射的临界电流，是核心参数。
工作电压：在特定工作电流下的正向电压。
斜率效率：输出光功率随注入电流变化的效率。
LED效率：评估LED的电光转换效率。
3. 太阳能电池(Solar Cells / PV Cells)效率评测
太阳能电池的本质是一个大型光电二极管，SourceMeter是评测其性能的黄金标准工具。
I-V曲线绘制：模拟太阳光照射电池，扫描电压并测量输出电流。
关键参数提取：
开路电压：电流为零时的电压。
短路电流：电压为零时的电流。
最大功率点：输出功率最大的点。
填充因子：衡量太阳能电池输出特性曲线“方方正正”的程度，是评价电池质量的重要指标。
转换效率：最大输出电功率与输入光功率的比值。
4. 高性能显示器(OLED, μLED)测试
OLED和MicroLED屏幕由数百万个微小的发光像素构成，其测试挑战在于需要高速、高精度地测试大量微小器件。
像素特性测试：SourceMeter可以施加精确的电压/电流，并测量每个微小OLED像素的亮度、色度和效率。
老化与寿命测试：长时间对器件施加恒定应力(恒定电流或恒定电压)，并持续监测其性能参数(如亮度衰减、电压变化)，用于评估器件的可靠性和寿命。
薄膜晶体管(TFT)测试：TFT是OLED显示器的背板驱动技术，SourceMeter可用于精确表征TFT的电气特性。
5. 光电探测器/传感器校准
对于需要定量测量光强度的应用，光电传感器必须经过精确校准。SourceMeter可以提供稳定的偏置电压并读取精确的电流信号，与标准光源配合，建立光强与电流输出的对应关系曲线。
Keithley SourceMeter源测量单元(SMU) 在光电子领域扮演着 “精密刺激-响应测量平台” 的角色。可以提供：
●精度：能够处理从皮安到安培，从微伏到千伏的宽动态范围信号。
●集成：一台仪器替代多台设备，简化系统搭建，减少连接错误。
●效率：内部同步测量大大提高了测试速度和准确性，尤其适合自动化产线测试。
●可靠性：提供Kelvin连接和先进的滤波算法，确保测量结果的真实性。
