假设说是一小块的光子芯片, 它要是更换了结构, 或者是变动了光纤接口, 又或者是修改了测试流程, 那会不会导致整套的测试平台都需要去重新搭建一次呢?这正是光子集成电路, 也就是被简称为主字母PIC的部分, 在研发这一整个过程中, 经常会碰到所面临的状况和问题。在PIC设计持续不断演进之后, 测试系统不仅仅是要把器件精准移动到目标位置, 还要同时连接上光纤以及测量仪器, 还要让表征程序运行起来。平台如果设得太固定了, 那么很可能在下一轮的芯片设计上就变成一种限制了。德国光子计算企业为了研发全光数字的计算架构, 所以决定了要和别人合作, 共同搭建起一个模块化并且能够进行持续调整的光子集成电路测试平台。具体来说, 纳米定位平台这一部分主要用来负责精密运动的操作, 与此同时, SCoPE则把进一步的动作是放在了将运动的控制环节接入到自动化测试流程上面去了。这套系统为什么没有直接采用现成的PIC测试设备一、我们大家要围绕着那个关于PIC的研发需求, 一起来把测试平台给开发出来。双方的合作缘分还要追溯到四年之前, 那场在瑞士巴塞尔举办的ECOC 22欧洲光通信大会上面了。回想起来, 那时候我方正处于寻找一套灵活光学测试系统的关键阶段, 目的就是为了给先进PIC器件的表征工作提供有力的支撑和解决方案。联合创始人兼首席技术官 Del Bino解释了, 双方选择联合开发的原因。市场上确实存在现成 PIC 表征系统, 不过, 这些系统会对我们的设计选择形成限制, 因此, 我们与合作方合作, 共同开发了一套紧凑机型模组化测试架构, 这套架构是按照我们严苛的要求打造的, 最终出来的系统使得我们能够对各种各样 PIC 设计进行灵活评估与创新优化。先明确了系统的性能要求, 接着, 工程团队以及产品开发团队开展了多次三维CAD设计迭代工作, 最后确定了系统方案。这种分工, 让设备制造商能够按照器件和测试需求, 设计出合适的工作流程。同时, 依托稳定并且可重复的平台的精密定位来完成多轴的运动。二、将SCoPE与精密运动相关联, 并接入到自动化测试的流程当中去。在PIC测试的过程中, 定位平台必须要跟测量设备以及表征程序一起协同进行运行。那个软件生态系统和接口, 使得大家能够将纳米定位平台非常直接地集成到PIC测试程序里面去。此外, SCoPE这一系统进一步把可视化流程建模、脚本编程硬件集成这些事统统纳入到了一个统一的大环境这里面。这个系统可以用来开发自动化流程。也可以用来控制这些流程的运转。还能直接执行这些流程的任务。比如对所有运动轴的自动校准以及对准工作。这项工作进行的速度是非常快的。SCoPE这个平台提供了可视化的拖动方式, 用户能够进行程序流程的编辑, 并且可以实时地显示出流程的状态信息, 同时允许自定义逻辑规则和算法, 还支持对第三方的设备实施控制操作。另外, 借助专用插件的形式, 能够把定位系统、控制器、夹持器、干涉仪集成在里面, 除此之外, 还支持Qt组件的使用、实现实时的数据可视化效果以及图像处理功能, 同时也支持通过插件的方式进行扩展。这些功能使得精密定位这一操作, 不再是单独存在的一个运动阶段了。它现在可以更深入地融合到整个的器件测试环节和自动化流程之中去了。三、是为了在将来需要把这块的测试规模搞得更大的时候, 能够留有可以用来进行扩展操作的充裕空间。让我们重新回到最开始那个问题上去, 针对PIC设计方面所发生的持续不断的变化情况, 咱们到底需要考虑清楚, 那个测试平台究竟应当采取什么样的应对办法才好呢。给出的那个思路就是, 咱们绝对不能够让测试系统来限制那些器件的使用情况, 而是必须得让平台本身去具备那种能够进行调整以及扩展的能力才行。在硬件那一层, 是利用模块化纳米定位平台这个手段来把精密多轴运动给完成的在软件那一层, 则是靠接口还有SCoPE这个工具, 将运动控制、测量设备、算法和测试步骤这些环节都连接了起来。这样一来, 当PIC的设计或者测试的需求发生变化时, 其整个流程还是可以进一步调整, 而不会出现没有空间的情况。这事情, 往后走对于那个未来阶段的什么PIC的小批量测试活动, 还有自动化生产的那个过程来说, 它的重要性的表现, 就显得尤为突出。由此可知, 在评估一套光子器件的测试方案的时候, 大家除了要关注定位到底准不准之外还可以接着追问以下几个问题, 比如, 该系统能够快速完成重新配置吗, 系统是否能够顺利接入那些已经存在的测试程序呢, 能不能对第三方设备进行联合控制, 以及在将来有没有可能去实现更高程度的自动化操作。而在所有这些运动还有自动化这些事情的后面方面, 位置究竟是如何被准确地反馈回来的, 这一点同样是需要人们去给予特别关注的。接下来的那篇文章里, 会连续地去介绍一下, 那个叫作 ®光学编码器这个东西, 在这种叫做 PIC 的测试平台里面, 到底是起到了一种什么样的作用。