一种半导体激光器芯片的应力测试系统及测试方法技术方案

一种半导体激光器芯片的应力测试系统及测试方法，应力测试系统包括：探测激光器；温度控制器，用以通过调节所述探测激光器的工作环境温度调节所述入射激光器输出探测激光的波长；分束单元，以将所述探测激光分束为透射光和反射光，所述透射光适于在待测半导体激光器芯片的前腔面形成光斑以在待测半导体激光器芯片中产生光电流；光谱仪，所述光谱仪适于接收所述反射光并获取所述反射光的波长；电流探测单元；数据处理模块，所述数据处理模块包括禁带宽度获取单元和应力获取单元。所述半导体激光器芯片的应力测试系统能够准确得出半导体激光器芯片的腔面中任意一个位置的应力大小。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器芯片的应力测试系统及测试方法
本专利技术涉及半导体激光器
，具体涉及一种半导体激光器芯片的应力测试系统及测试方法。
技术介绍
随着半导体激光器芯片相关技术的飞速发展，半导体激光器芯片的输出功率越来越大。半导体激光器芯片因其输出功率大、体积小、重量轻、电光转换效率高、波长范围广、可靠性高和寿命长等优点，引起各领域的广泛关注。半导体激光器芯片可广泛应用于通信、计算机、制造业、航天、航空、医疗、显示和印刷等行业。然而在半导体激光器芯片的制备和封装过程中容易引入应力，如设计时引入的芯片外延层应力、芯片晶圆流片工艺中各种薄膜和研磨抛光工艺等引入的附加应力、以及芯片封装时芯片和热沉材料之间因热膨胀系数不同产生的应力。半导体激光器芯片中的应力会对半导体激光器芯片的偏振、阈值、波长等特性造成影响，从而劣化半导体激光器的光电特性，并使半导体激光器芯片的使用寿命缩短。而在获取半导体激光器芯片中的应力后能够对晶圆工艺、芯片工艺、封装工艺提供指导，从而改善半导体激光器芯片的性能。半导体激光器芯片应力一方面影响激光器各项性能指标，测量其应力可以研究激光器应力和性能的关系；另一方面，芯片应力的测量，可以指导晶圆工艺、芯片工艺、封装工艺进行改善。所以，需要开发一种激光器芯片应力的测量方法。目前一般通过测量晶圆的曲度来计算晶圆应力，然而由于半导体激光器芯片的腔面尺寸较小，通过测量曲度来获取应力的方法无法准确得出半导体激光器芯片的腔面中任意一个位置的应力大小。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有圆晶应力测试方法无法准确得出半导体激光器芯片的腔面中任意一个位置的应力大小的缺陷，从而提供一种半导体激光器芯片的应力测试系统及测试方法。本专利技术提供一种半导体激光器芯片的应力测试系统，包括：探测激光器；温度控制器，用以通过调节所述探测激光器的工作环境温度调节所述入射激光器输出探测激光的波长；分束单元，适于设置于所述探测激光器和待测半导体激光器芯片之间，以将所述探测激光分束为透射光和反射光，所述透射光适于在待测半导体激光器芯片的前腔面形成光斑以在待测半导体激光器芯片中产生光电流；光谱仪，所述光谱仪适于接收所述反射光并获取所述反射光的波长；电流探测单元，所述电流探测单元适于探测所述光电流的大小；数据处理模块，所述数据处理模块包括禁带宽度获取单元和应力获取单元，所述禁带宽度获取单元适于根据光电流与所述反射光的波长的变化关系获取所述有源区对应所述光斑所在位置的禁带宽度，所述应力获取单元适于根据所述禁带宽度获取所述光斑所在位置的应力。可选的，所述半导体激光器芯片的应力测试系统还包括：功率获取单元，所述功率获取单元适于接收所述反射光并获取所述反射光的功率；所述禁带宽度获取单元包括第一数据处理子单元和第二数据处理子单元，所述第一数据处理子单元适于根据分束单元的反射率、反射光的功率和所述光电流的大小获取光电流修订系数，所述第二数据处理子单元适于根据光电流修订系数与所述反射光的波长之间的变化关系获取所述有源区对应所述光斑所在位置的禁带宽度。可选的，所述半导体激光器芯片的应力测试系统还包括：位于所述探测激光器和所述分束单元之间的光纤，所述光纤将传输所述探测激光。可选的，所述半导体激光器芯片的应力测试系统还包括：位置微调装置，所述位置微调装置与所述光纤的输出端相邻设置且与所述光纤的输出端相连，所述位置微调装置适于通过调节所述光纤的输出端的位置调节所述光斑的位置。可选的，所述半导体激光器芯片的应力测试系统还包括：设置于所述探测激光器的输出端和所述光纤的输入端之间的第一准直耦合单元，所述第一准直耦合单元包括第一准直器和第一聚焦耦合镜，第一准直器位于所述探测激光器和第一聚焦耦合镜之间，第一准直器用于对所述探测激光进行准直，第一聚焦耦合镜对第一准直器准直后的所述探测激光进行聚焦并耦合至所述光纤的输入端；位于所述光纤和所述分束单元之间的第二准直耦合单元，所述第二准直耦合单元与所述光纤的输出端相连，所述第二准直耦合单元包括第二准直器和第二聚焦耦合镜，第二准直器位于所述光纤和第二聚焦耦合镜之间，第二准直器对从光纤输出的探测激光进行准直，第二聚焦耦合镜对第二准直器准直后的探测激光进行聚焦。可选的，所述半导体激光器芯片的应力测试系统还包括：偏压施加装置，适于对所述待测半导体激光器芯片施加偏压。可选的，所述半导体激光器芯片的应力测试系统还包括：位置信息获取单元，所述位置信息获取单元适于获取所述光斑位置。本专利技术还提供一种半导体激光器芯片的应力测试方法，包括以下步骤：提供上述应力测试系统；提供待测半导体激光器芯片，将所述待测半导体激光器芯片设置在分束单元远离探测激光器的输出端的一侧；所述探测激光器发射探测激光；分束单元将所述探测激光分束为透射光和反射光，所述透射光在待测半导体激光器芯片的前腔面形成光斑以在待测半导体激光器芯片中产生光电流；光谱仪接收所述反射光并获取所述反射光的波长；采用温度控制器调节所述入射激光器的工作环境温度以调节所述入射激光器输出探测激光的波长；采用电流探测单元探测在不同波长的探测激光下所述光电流的大小；采用禁带宽度获取单元根据光电流与所述反射光的波长的变化关系获取所述有源区对应所述光斑所在位置的禁带宽度；采用应力获取单元根据所述禁带宽度获取所述光斑所在位置的应力。可选的，应力测试系统还包括：功率获取单元；所述禁带宽度获取单元包括第一数据处理子单元和第二数据处理子单元；所述应力测试方法还包括：采用所述功率获取单元接收所述反射光并获取所述反射光的功率；采用所述第一数据处理子单元根据分束单元的反射率、反射光的功率和所述光电流的大小获取光电流修订系数；采用所述第二数据处理子单元根据光电流修订系数与所述反射光的波长之间的变化关系获取所述有源区对应所述光斑所在位置的禁带宽度。可选的，采用以下公式获取光电流修订系数：k＝Ip/P(2)其中，P为透射光的功率，P0为反射光的功率，Rλ为分束单元的反射率，Ip为光电流的大小，k为光电流产生系数。可选的，所述应力测试系统还包括：位于所述探测激光器和所述分束单元之间的光纤；位置微调装置，所述位置微调装置与所述光纤的输出端相邻设置且与所述光纤的输出端相连；所述应力测试方法还包括：采用所述位置微调装置调节所述光纤的输出端的位置以调节所述光斑的位置。可选的，所述应力测试系统还包括：偏压施加装置；所述应力测试方法还包括：采用所述偏压施加装置对所述待测半导体激光器芯片施加偏压，所述光电流在对所述待测半导体激光器芯片施加偏压的情况下获取。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的半导体激光器芯片的应力测试系统，包括探测激光器、温度控制器、分束单元、光谱仪、电流探测单元和数据处理模块，数据处理模块包括禁带宽度获取单元和应力获取单元。探测激光器输出的探测激光经分束单元分束为透射光和反射光，其中，所述透射光适于在待测半导体激光器芯片的前腔面形成光斑以在待测半导体激光器芯片中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器芯片的应力测试系统，其特征在于，包括：/n探测激光器；/n温度控制器，用以通过调节所述探测激光器的工作环境温度调节所述入射激光器输出探测激光的波长；/n分束单元，适于设置于所述探测激光器和待测半导体激光器芯片之间，以将所述探测激光分束为透射光和反射光，所述透射光适于在待测半导体激光器芯片的前腔面形成光斑以在待测半导体激光器芯片中产生光电流；/n光谱仪，所述光谱仪适于接收所述反射光并获取所述反射光的波长；/n电流探测单元，所述电流探测单元适于探测所述光电流的大小；/n数据处理模块，所述数据处理模块包括禁带宽度获取单元和应力获取单元，所述禁带宽度获取单元适于根据光电流与所述反射光的波长的变化关系获取所述有源区对应所述光斑所在位置的禁带宽度，所述应力获取单元适于根据所述禁带宽度获取所述光斑所在位置的应力。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器芯片的应力测试系统，其特征在于，包括：
探测激光器；
温度控制器，用以通过调节所述探测激光器的工作环境温度调节所述入射激光器输出探测激光的波长；
分束单元，适于设置于所述探测激光器和待测半导体激光器芯片之间，以将所述探测激光分束为透射光和反射光，所述透射光适于在待测半导体激光器芯片的前腔面形成光斑以在待测半导体激光器芯片中产生光电流；
光谱仪，所述光谱仪适于接收所述反射光并获取所述反射光的波长；
电流探测单元，所述电流探测单元适于探测所述光电流的大小；
数据处理模块，所述数据处理模块包括禁带宽度获取单元和应力获取单元，所述禁带宽度获取单元适于根据光电流与所述反射光的波长的变化关系获取所述有源区对应所述光斑所在位置的禁带宽度，所述应力获取单元适于根据所述禁带宽度获取所述光斑所在位置的应力。


2.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的应力测试系统，其特征在于，还包括：功率获取单元，所述功率获取单元适于接收所述反射光并获取所述反射光的功率；
所述禁带宽度获取单元包括第一数据处理子单元和第二数据处理子单元，所述第一数据处理子单元适于根据分束单元的反射率、反射光的功率和所述光电流的大小获取光电流修订系数，所述第二数据处理子单元适于根据光电流修订系数与所述反射光的波长之间的变化关系获取所述有源区对应所述光斑所在位置的禁带宽度。


3.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的应力测试系统，其特征在于，还包括：位于所述探测激光器和所述分束单元之间的光纤，所述光纤将传输所述探测激光。


4.根据权利要求3所述的半导体激光器芯片的应力测试系统，其特征在于，还包括：位置微调装置，所述位置微调装置与所述光纤的输出端相邻设置且与所述光纤的输出端相连，所述位置微调装置适于通过调节所述光纤的输出端的位置调节所述光斑的位置。


5.根据权利要求3所述的半导体激光器芯片的应力测试系统，其特征在于，还包括：
设置于所述探测激光器的输出端和所述光纤的输入端之间的第一准直耦合单元，所述第一准直耦合单元包括第一准直器和第一聚焦耦合镜，第一准直器位于所述探测激光器和第一聚焦耦合镜之间，第一准直器用于对所述探测激光进行准直，第一聚焦耦合镜对第一准直器准直后的所述探测激光进行聚焦并耦合至所述光纤的输入端；
位于所述光纤和所述分束单元之间的第二准直耦合单元，所述第二准直耦合单元与所述光纤的输出端相连，所述第二准直耦合单元包括第二准直器和第二聚焦耦合镜，第二准直器位于所述光纤和第二聚焦耦合镜之间，第二准直器对从光纤输出的探测激光进行准直，第二聚焦耦合镜对第二准直器准直后的探测激光进行聚焦。


6.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的应力测试系统，其特征在于，还包括：偏压施加...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立，王俊，谭少阳，陈绍兴，俞浩，虞天成，
申请(专利权)人：苏州长光华芯光电技术股份有限公司，苏州长光华芯半导体激光创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32