一种激光能量转换芯片的测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光能量转换芯片的测试装置及方法，该装置包括：半导体激光器模块，用于发出第一测试激光；分光镜，用于将第一测试激光分成第一激光光束和第二激光光束，并将第二激光光束投射到待测试激光能量转换芯片的第一表面上；功率探测器，用于测试第一激光光束的激光功率，其中，第一激光光束到达功率探测器的距离与第二激光光束到达待测激光能量转换芯片的第一表面的距离相等；电性参数测试装置，用于测试待测激光能量转换芯片的电性参数；效率测试装置，用于根据激光功率及电性参数计算待测激光能量转换芯片的转换效率。该装置可以实时、在线、精确地测量得到多结激光能量转换芯片的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种激光能量转换芯片的测试装置及方法
本专利技术涉及激光器
，具体涉及一种激光能量转换芯片的测试装置及方法。
技术介绍
激光能量传输是以激光作为媒介，将电能从空间某一点(电源)传输到另一点(负载)。激光能量传输具有方向性好，转换效率高，能量集中等特点而被广泛应用。在激光能量传输系统中最核心的部分是激光能量转换芯片。近几年激光能量转换芯片逐渐转向隧道结连接的垂直多结芯片方向发展，因为垂直多结芯片可以有效的降低内部热阻，极大的提高芯片的光电转换效率，并且实现在单芯片上电压提升，极大的提升激光能量转换芯片与负载的集成度。激光能量转换芯片的光电转换效率的高低极大地影响激光能量传输的效率，因此，需要准确的测量装置和方法以测试激光能量转换芯片的光电转换效率。目前在激光能量转换芯片的光电转换效率测试方法中，普遍采用短路电流来表征入射激光辐照强度，但由于多结芯片的发光耦合(luminescencecoupling)问题，会出现多结芯片的短路电流与入射激光辐照强度并不是呈现线性变化，使得得到的入射激光辐照强度不准确，从而导致计算得到的激光能量转换芯片的光电转换效率不准确。因此，需要采用一种新的方法来测试激光能量转换芯片表面的激光辐照强度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种激光能量转换芯片的测试装置及方法，以解决目前的激光能量转换芯片的光电转换效率的测试方法中得到的入射激光辐照强度不准确，从而导致计算得到的激光能量转换芯片的光电转换效率不准确的问题。根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种激光能量转换芯片的测试装置，包括：半导体激光器模块，用于发出第一测试激光；分光镜，用于将第一测试激光分成第一激光光束和第二激光光束，并将第二激光光束投射到待测试激光能量转换芯片的第一表面上；功率探测器，用于测试第一激光光束的激光功率，其中，第一激光光束到达功率探测器的距离与第二激光光束到达待测激光能量转换芯片的第一表面的距离相等；电性参数测试装置，用于测试待测激光能量转换芯片的电性参数；效率测试装置，用于根据激光功率及电性参数计算待测激光能量转换芯片的转换效率。可选地，激光能量转换芯片的测试装置还包括：准直匀化透镜系统，设置在半导体激光器模块与分光镜之间，用于将第一测试激光进行整形、匀化，并输出光斑与待测激光能量转换芯片的第一表面形状、面积一致的第二测试激光。可选地，准直匀化透镜系统包括：光束整形模块，用于将第一测试激光进行整形，形成平行光束；扩束模块，用于扩大平行光束的直径；微透镜阵列，用于将扩大直径的平行光束进行匀化；傅里叶透镜，用于将匀化后的平行光束进行傅里叶变换；光阑，用于控制傅里叶变换后的平行光束的形状、面积与待测激光能量转换芯片的第一表面的形状、面积一致。可选地，激光能量转换芯片的测试装置还包括：温度控制平台，用于承载待测试激光能量转换芯片并进行调温。可选地，分光镜为50％透射率的分光镜。根据第二方面，本专利技术实施例提供了一种激光能量转换芯片的测试方法，包括：发出第一测试激光；将第一测试激光按照预设透射率分成第一激光光束和第二激光光束，并将第二激光光束投射到待测试激光能量转换芯片的第一表面上；测试第一激光光束的激光功率，其中，第一激光光束到达功率探测器的距离与第二激光光束到达待测激光能量转换芯片的第一表面的距离相等；测试待测激光能量转换芯片的电流值和电压值；根据第一激光光束的激光功率、待测激光能量转换芯片的电流值、电压值和预设透射率计算待测激光能量转换芯片的光电转换效率。可选地，在发出第一测试激光之后，激光能量转换芯片的测试方法还包括：将第一测试激光进行整形、匀化，并输出与待测激光能量转换芯片的第一表面形状、面积一致的第二测试激光。可选地，预设透过率为50％，通过如下公式计算待测激光能量转换芯片的光电转换效率：其中，η为光电转换效率，Pm为待激光能量转换芯片的最大转换功率，Pin为第一激光光束的激光功率，Im为待测激光能量转换芯片最大转换功率对应的电流值，Vm为待测激光能量转换芯片最大转换功率对应的电压值。可选地，测试待测激光能量转换芯片的电流值和电压值，包括：通过四探针测试法测试待测激光能量转换芯片的电流值和电压值。本专利技术实施例提供的激光能量转换芯片的测试装置及方法，通过采用分光镜使得半导体激光器模块发出的第一测试激光分成两束，并将第二激光光束投射到待测试激光能量转换芯片的第一表面上，以及采用功率探测器测试第一激光光束的激光功率，其中，第一激光光束到达功率探测器的距离与第二激光光束到达待测激光能量转换芯片的第一表面的距离相等，从而保证进入功率探测器和激光能量转换芯片上的激光功率保持一定比例，从而根据第一激光光束的激光功率值就可以算出第二激光光束的激光功率值，从而可以对测试激光能量转换芯片表面的激光辐照强度进行表征，再根据电性参数测试装置测试得到的待测激光能量转换芯片的电性参数，就可以计算待测激光能量转换芯片的转换效率，从而可以实时、在线、精确地测量得到多结激光能量转换芯片的光电转换效率，从而解决多结激光能量转换芯片短路电流与激光辐照强度非线性关系，使得得到的入射激光辐照强度不准确，导致计算得到的激光能量转换芯片的光电转换效率不准确的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例的激光能量转换芯片的测试装置的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例通过电性测试装置测试得到的I－V曲线图；图3示出了本专利技术实施例的电性参数测试装置加电方式示意图；图4示出了本专利技术实施例的另一激光能量转换芯片的测试装置的结构示意图；图5示出了本专利技术实施例的准直匀化透镜系统的结构示意图；图6示出了本专利技术实施例的另一激光能量转换芯片的测试装置的结构示意图；图7示出了本专利技术实施例的激光能量转换芯片的测试方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种激光能量转换芯片的测试装置，如图1所示，包括：半导体激光器模块11，用于发出第一测试激光；分光镜12，用于将第一测试激光分成第一激光光束和第二激光光束，并将第二激光光束投射到待测试激光能量转换芯片的第一表面上；功率探测器13，用于测试第一激光光束的激光功率，其中，第一激光光束到达功率探测器13的距离与第二激光光束到达待测激光能量转换芯片14的第一表面的距离相等；电性参数测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光能量转换芯片的测试装置，其特征在于，包括：/n半导体激光器模块，用于发出第一测试激光；/n分光镜，用于将所述第一测试激光分成第一激光光束和第二激光光束，并将所述第二激光光束投射到待测试激光能量转换芯片的第一表面上；/n功率探测器，用于测试所述第一激光光束的激光功率，其中，所述第一激光光束到达所述功率探测器的距离与所述第二激光光束到达所述待测激光能量转换芯片的第一表面的距离相等；/n电性参数测试装置，用于测试所述待测激光能量转换芯片的电性参数；/n效率测试装置，用于根据所述激光功率及电性参数计算所述待测激光能量转换芯片的转换效率。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光能量转换芯片的测试装置，其特征在于，包括：
半导体激光器模块，用于发出第一测试激光；
分光镜，用于将所述第一测试激光分成第一激光光束和第二激光光束，并将所述第二激光光束投射到待测试激光能量转换芯片的第一表面上；
功率探测器，用于测试所述第一激光光束的激光功率，其中，所述第一激光光束到达所述功率探测器的距离与所述第二激光光束到达所述待测激光能量转换芯片的第一表面的距离相等；
电性参数测试装置，用于测试所述待测激光能量转换芯片的电性参数；
效率测试装置，用于根据所述激光功率及电性参数计算所述待测激光能量转换芯片的转换效率。


2.根据权利要求1所述的激光能量转换芯片的测试装置，其特征在于，还包括：
准直匀化透镜系统，设置在所述半导体激光器模块与分光镜之间，用于将所述第一测试激光进行整形、匀化，并输出光斑与所述待测激光能量转换芯片的第一表面形状、面积一致的第二测试激光。


3.根据权利要求2所述的激光能量转换芯片的测试装置，其特征在于，所述准直匀化透镜系统包括：
光束整形模块，用于将所述第一测试激光进行整形，形成平行光束；
扩束模块，用于扩大所述平行光束的直径；
微透镜阵列，用于将扩大直径的所述平行光束进行匀化；
傅里叶透镜，用于将匀化后的所述平行光束进行傅里叶变换；
光阑，用于控制傅里叶变换后的所述平行光束的形状、面积与所述待测激光能量转换芯片的第一表面的形状、面积一致。


4.根据权利要求1－3任一项所述的激光能量转换芯片的测试装置，其特征在于，还包括：
温度控制平台，用于承载所述待测试激光能量转换芯片并进行调温。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟于单，王俊，廖新胜，谭少阳，
申请(专利权)人：四川大学，苏州长光华芯光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51