一种半导体激光器光束质量测试装置及其测试方法制造方法及图纸

一种半导体激光器光束质量测试装置及其测试方法，其特征在于：所述的激光夹具（10）用于固定半导体激光器的尾纤，光阑（20）置于激光夹具（10）后合适位置，光阑（20）上的通光孔径对传输激光进行控制；功率接收器（30）置于光阑（20）后，探测经光阑（20）输出的激光功率值；滑轨（40）用于控制光阑（20）水平位置的移动，电脑控制端（50）采集光阑（20）的前后移动，由功率接收器（30）探测到的功率值并进行分析对比，实现高光束质量激光器的筛选。本发明专利技术，有利于实现高光束质量的半导体激光器的筛选，具有调试方便，测试效率高等优点。该测试装置有利于实现客户对高光束质量的半导体激光器一致性的需求。

A Semiconductor Laser Beam Quality Testing Device and Its Testing Method

A laser fixture (10) is used to fix the tail fibers of a semiconductor laser. The diaphragm (20) is placed in a suitable position behind the laser fixture (10), the aperture (20) is used to control the transmission laser, and the power receiver (30) is placed behind the diaphragm (20) to detect the transmission laser through the diaphragm (20). The slideway (40) is used to control the movement of the horizontal position of the diaphragm (20). The computer control terminal (50) collects the forward and backward movement of the diaphragm (20). The power values detected by the power receiver (30) are analyzed and compared to realize the screening of high beam quality lasers. The invention is advantageous to realize the screening of semiconductor lasers with high beam quality, and has the advantages of convenient debugging and high test efficiency. The test device is conducive to the customer's demand for high beam quality semiconductor laser consistency.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器光束质量测试装置及其测试方法
本专利技术属于激光
，具体地说，涉及到半导体激光器的光束质量测试装置及其测试方法。
技术介绍
半导体激光器具有电光效率高、体积小、寿命长、价格低等优点，已广泛应用于军事、医疗、通信等领域。半导体激光芯片在水平方向和垂直方向两个方向发散角的不同使得输出激光呈椭圆光斑分布，不利于半导体激光器的直接应用，在实际应用中通常在激光芯片后采用透镜系统实现激光的聚焦准直耦合到光纤输出。在工业应用中，高功率半导体激光器常选用纤芯/包层直径为50/125、105/125、200/220等多模光纤作为传导光纤，其纤芯数值孔径的大小反应了经光纤传导后激光的发散程度。光束质量的评价方法有远场发散角、聚焦光斑尺寸、M2因子等几种评价方式。而远场发散角、聚焦光斑尺寸可因光学变化的改变而改变，同一光束的远场发散角或聚焦光斑存在不确定性，而M2因子作为全新的描述激光光束质量的参数，不因理想光学变换而变化，能够客观全面的描述激光束的质量特征，但M2因子评价方法的测定需要完整的光强分布信息进行对比，M2因子的测试通常采用特定的测试系统，测试中常常只能对mW级低功率的激光进行测试，在一定程度上限制了它的实用性，特别是对于高功率的半导体激光器而言不适合采用M2因子评价光束质量。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种方便、快捷的半导体激光器光束质量测试装置及调试方法，用于对尾纤输出的半导体激光器光束质量进行测试、筛选。本专利技术解决采取的技术方案是：一种半导体激光器光束质量测试装置，包含：激光夹具用于固定半导体激光器的尾纤；光阑，置于激光夹具后合适位置处，其通光孔径对传输激光进行控制；功率接收器，置于光阑后探测经光阑输出的激光的功率值；滑轨，作为光阑水平位置控制的导轨保证光阑移动过程中的水平移动；电脑控制端采集光阑移动前后功率接收器探测到的功率值并进行分析对比，实现高光束质量激光器的筛选。所述的激光夹具具有与被测半导体激光器尾纤涂覆层直径相匹配的凹形槽。所述的激光夹具凹槽处设置有一层硅胶层，防止光纤加持时涂覆层受损伤。所述的光阑具有一个一定大小的通光孔径，通光孔径设定为固定孔径或可变孔径两种形式；固定孔径形式中通过改变光阑位置，完成光束质量的测试；可变孔径形式中，固定光阑的位置，改变光阑通光孔径的直径，完成光束质量的测试。所述的通光孔径直径的选取，根据光纤的数值孔径及光阑距半导体激光器尾纤端面的距离进行计算，其公式为：公式中：NA为光纤的数值孔径；n为空气中的折射率，近似为1；α为激光在尾纤输出后发散角；d为光阑距光纤出光端面的距离；D为激光传输到距离d时光斑直径，即为光阑通光孔径的直径。所述功率接收器置于光阑后且随光阑同时移动，探测光阑移动前后激光功率值。所述滑轨刻有标准的厘米刻度尺，对光阑的移动距离进行定量控制。所述电脑控制端具有功率采集功能，将光阑移动前后的功率值进行记录对比。本专利技术一种半导体激光器光束质量测试方法包含以下两种方法：方法1：步骤1）、将半导体激光器尾纤固定在激光夹具的凹槽内；步骤2）、光阑位置置于激光夹具后合适位置处，功率接收器探测此时半导体激光器功率值，并在电脑控制端进行采集记录；步骤3）、光阑移动到所需距离处，功率接收器探测光阑移动后半导体激光器功率值，并在电脑控制端进行采集记录；步骤4）、电脑控制端对步骤2）和步骤3）记录的功率值进行对比，完成高光束质量半导体激光器的筛选。方法2：步骤1）、将半导体激光器尾纤固定在激光夹具的凹槽内；步骤2）、光阑位置置于激光夹具后固定位置处，选取一定直径的通光孔径，功率接收器探测此时半导体激光器功率值，并在电脑控制端进行采集记录；步骤3）、固定光阑位置不变，更换通光孔径，功率接收器探测光阑更换后半导体激光器功率值，并在电脑控制端进行采集记录；步骤4）、电脑控制端对步骤2）和步骤3）记录的功率值进行对比，完成高光束质量半导体激光器的筛选。本专利技术：根据不同数值孔径的光纤端面某一距离处光斑直径不同的原理，设计光阑的通光孔径，对传输激光进行限制，用来测量比光纤本身数值孔径较小的情况下激光功率值，对半导体激光器光束中功率集中度情况进行测试。有利于实现高光束质量的半导体激光器的筛选，该测试方法具有调试方便，测试效率高等优点。该测试装置有利于实现客户对高光束质量的半导体激光器一致性的需求。附图说明图1是本专利技术半导体激光器光束质量测试装置示意图。图2是本专利技术的激光夹具示意图。图3是本专利技术光阑通光孔径计算原理及公式示意图。图中：10激光夹具、11激光夹具底板、12激光夹具盖板、13凹槽、20光阑、30功率接收器、40滑轨、50电脑控制端、60光纤。具体实施方式以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。图1为本专利技术半导体激光器光束质量测试装置，包含：激光夹具10用于固定半导体激光器的输出光纤；光阑20置于激光夹具10后，光阑20的通光孔径的对激光传输情况进行控制；功率接收器30置于光阑20后测试经光阑20传输的激光功率；滑轨40对整个光路系统水平方向进行校正；电脑控制端50接收功率接收器30探测到的功率值，并进行对比分析。如图2所示，是本专利技术的激光夹具示意图。激光夹具10由激光夹具底板11、激光夹具盖板12构成，激光夹具底板11及激光夹具盖板12上加工有与半导体激光器尾纤直径匹配的凹槽13，凹槽13表面涂覆一层硅胶层，防止激光夹具10在夹持过程中对光纤造成损伤。光阑20的通光孔径对传输激光进行控制，通光孔径设置为两种形式，固定孔径、可变孔径，两种形式分别对应本专利技术的两种测试方法。固定孔径光阑，移动光阑20位置实现高光束质量半导体激光器的测试筛选；可变孔径光阑，固定光阑20位置，更换通光孔径大小实现高光束质量半导体激光器的测试筛选。图3是本专利技术中光阑20通光孔径直径计算原理及公式，根据光纤的数值孔径及光阑20距半导体激光器尾纤端面的距离进行计算，公式为：公式中：NA为光纤的数值孔径；n为空气中的折射率，近似为1；α为激光在尾纤输出后发散角；d为光阑距光纤出光端面的距离；D为激光传输到距离d时光斑直径，即为光阑通光孔径的直径。需要说明的是本专利技术的计算中涉及的数据仅为本专利技术便于理解使用，并非本专利技术的最终数据值，通光孔径计算的所有数据均在本专利技术的保护范围内。功率接收器30对半导体激光器输出的激光经光阑20移动前后或更换前后的功率值进行探测，并被电脑控制端50采集，对比分析，实现高光束质量的筛选。本专利技术中半导体激光器光束质量测试装置的调试方法有以下两种方法，调试步骤如下：方法1：步骤1、将半导体激光器尾纤固定在激光夹具10的凹槽13内。步骤2、光阑20位置置于激光夹具10后，功率接收器30探测此时半导体激光器功率值，并在电脑控制端50进行采集记录。步骤3、光阑20移动到合适距离后，功率接收器30探测光阑20移动后半导体激光器功率值，并在电脑控制端50进行采集记录。步骤4、电脑控制端50对步骤2和步骤3记录的功率值进行对比，完成高光束质量半导体激光器的筛选。方法2：步骤1、将半导体激光器尾纤固定在激光夹具10的凹槽13内。步骤2、光阑20位置置于激光夹具10后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器光束质量测试装置，由激光夹具（10）、光阑（20）、功率接收器（30）和滑轨（40）、电脑控制端（50）和光纤（60）组成，其特征在于：所述的激光夹具（10）用于固定半导体激光器的尾纤，光阑（20）置于激光夹具（10）后合适位置，光阑（20）上的通光孔径对传输激光进行控制；功率接收器（30）置于光阑（20）后，探测经光阑（20）输出的激光功率值；滑轨（40）用于控制光阑（20）水平位置的移动，电脑控制端（50）采集光阑（20）的前后移动，由功率接收器（30）探测到的功率值并进行分析对比，实现高光束质量激光器的筛选。

【技术特征摘要】
2018.07.23 CN 20181081136651.一种半导体激光器光束质量测试装置，由激光夹具（10）、光阑（20）、功率接收器（30）和滑轨（40）、电脑控制端（50）和光纤（60）组成，其特征在于：所述的激光夹具（10）用于固定半导体激光器的尾纤，光阑（20）置于激光夹具（10）后合适位置，光阑（20）上的通光孔径对传输激光进行控制；功率接收器（30）置于光阑（20）后，探测经光阑（20）输出的激光功率值；滑轨（40）用于控制光阑（20）水平位置的移动，电脑控制端（50）采集光阑（20）的前后移动，由功率接收器（30）探测到的功率值并进行分析对比，实现高光束质量激光器的筛选。2.如权利要求1所述的一种半导体激光器光束质量测试装置，其特征在于：所述的激光夹具（10）具有与被测半导体激光器尾纤涂覆层直径相匹配的凹槽（13）。3.如权利要求2所述的一种半导体激光器光束质量测试装置，其特征在于：所述的激光夹具凹槽（13）上设置有一层硅胶层。4.如权利要求1所述的一种半导体激光器光束质量测试装置，其特征在于：所述的光阑（20）具有一个一定大小的通光孔径，通光孔径设定为固定孔径或可变孔径两种形式；固定孔径形式中通过改变光阑（20）位置，完成光束质量的测试；可变孔径形式中，固定光阑的位置，改变光阑（20）通光孔径的直径，完成光束质量的测试。5.如权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，席道明，陈云，马永坤，吕艳钊，魏皓，
申请(专利权)人：江苏天元激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32