半导体激光器波长的测试方法、系统、装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光测试技术领域，公开一种半导体激光器波长的测试方法、系统、装置，包括：使用积分球接收待测半导体激光器发射的激光并用光谱仪采集激光数据，分别使用多种机器学习模型拟合采集到的激光数据得到多个理论光谱曲线图，根据准确度和精度将每个理论光谱曲线图与实际采集到的激光数据进行比较选择出最优的理论光谱曲线图，若最优的理论光谱曲线图达到预设标准，则在测试半导体激光器时根据需求精度在该理论光谱曲线图上取点得到激射波长。本发明专利技术提高对半导体激光器的激射波长的测试精确度和效率。测试精确度和效率。测试精确度和效率。

【技术实现步骤摘要】
半导体激光器波长的测试方法、系统、装置


[0001]本专利技术涉及激光测试
，尤其是指一种半导体激光器波长的测试方法、系统、装置。

技术介绍

[0002]半导体激光器自诞生以来发展迅速，因其具有体积小、光电转换效率高、波长覆盖范围广、使用寿命长、可直接调制等优势，在军事、工业、医疗、通信等各领域有着广泛的应用。
[0003]为了验证激光器的激射波长是否满足设计要求，需要测量光谱中心波长。但是，普通光谱仪的分辨率较低，激光器的波长可能处于某两个测试值的中间，无法精准确定，因此一般的光谱仪无法十分准确地定位半导体激光器的激射波长，测试精确度低。同时，在测试半导体激光器功能是否正常工作时，需要人为设置光谱仪参数，如果想要测试分辨率更高的光谱就需要测试更多的数据点，造成时间和精力的浪费，测试效率低。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供一种半导体激光器波长的测试方法、系统、装置，可以提高对半导体激光器的激射波长的测试精确度和效率。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种半导体激光器波长的测试方法，包括：
[0006]使用积分球接收待测半导体激光器发射的激光，使用光谱仪采集积分球接收到的激光的激光数据；
[0007]分别使用多种机器学习模型拟合采集到的激光数据，得到待测半导体激光器的多个理论光谱曲线图；
[0008]根据准确度和精度将每个理论光谱曲线图与实际采集到的激光数据进行比较，选择出最优的理论光谱曲线图；
[0009]若最优的理论光谱曲线图达到预设标准，则在测试半导体激光器时根据需求精度在该理论光谱曲线图上取点得到激射波长。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，使用机器学习模型拟合通过积分球采集到的激光数据，得到待测半导体激光器的多个理论光谱曲线图，具体为：
[0011]对通过积分球采集到的激光数据进行预处理后分为训练集和测试集，使用训练集训练机器学习模型，使用测试集生成所述理论光谱曲线图。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，使用训练集训练机器学习模型时，构建的目标函数为：
[0013][0014]其中，n为训练集中样本数据的总数，p
i
表示样本数据的测试功率增益，p
i*
表示样
本数据的理论功率增益。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述机器学习模型包括最小二乘法和插值法。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，使用最小二乘法拟合通过积分球采集到的激光数据，具体为：
[0017]构建矩阵方程Ax＝b，其中A是待测半导体激光器的激光数据，x是构建的线性模型的参数，b向量中每项是激光数据中波长对应的功率增益；
[0018]根据最小二乘法求出矩阵方程的最优解x
*
，根据x
*
计算对应的b
*
，根据b
*
得到理论光谱曲线图。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述插值法为拉格朗日插值法，使用拉格朗日插值法拟合通过积分球采集到的激光数据，具体为：
[0020]将光谱数据中的波长和对应的功率增益组成n个数据点：(λ1,p1)，(λ2,p2)，...，(λ
j
,p
j
)，...，(λ
n
,p
n
)，其中λ
j
、p
j
分别表示波长和功率增益；
[0021]假设任意两个不同的波长数据λj都互不相同，应用拉格朗日插值公式得到拉格朗日插值多项式为：
[0022][0023]其中，l
j
(λ)为：
[0024]根据由拉格朗日插值多项式确定的曲线得到理论光谱曲线图。
[0025]本专利技术还提供了一种半导体激光器波长的测试系统，包括数据获取模块、光谱曲线图拟合模块、评价模块和测试模块，
[0026]所述数据获取模块使用积分球接收待测半导体激光器发射的激光，使用光谱仪采集积分球接收到的激光的激光数据并传送给所述光谱曲线图拟合模块；
[0027]所述光谱曲线图拟合模块分别使用多种机器学习模型拟合采集到的激光数据，得到待测半导体激光器的多个理论光谱曲线图并传送给所述评价模块；
[0028]所述评价模块根据准确度和精度将每个理论光谱曲线图与实际采集到的激光数据进行比较，选择出最优的理论光谱曲线图，判断最优的理论光谱曲线图是否达到预设标准并将判断结果传送给所述测试模块；
[0029]所述测试模块根据判断结果选择测量方法，若最优的理论光谱曲线图达到预设标准，则在测试半导体激光器时根据需求精度在该理论光谱曲线图上取点得到激射波长。
[0030]本专利技术还提供了一种半导体激光器波长的测试装置，包括供电机构、温控机构、波长测试机构和上位机，
[0031]所述供电机构和待测半导体激光器连接，用于给待测半导体激光器供电；
[0032]所述温控机构和待测半导体激光器连接，用于对待待测半导体激光器的工作温度进行控制，确保测试过程状态稳定，并将控温数据传送给所述上位机；
[0033]所述波长测试机构包括积分球和光谱仪，使用积分球接收待测半导体激光器发射的激光，使用光谱仪采集积分球接收到的激光的激光数据并传送给所述上位机；
[0034]所述上位机分别使用多种机器学习模型拟合采集到的激光数据，得到待测半导体
激光器的多个理论光谱曲线图；根据准确度和精度将每个理论光谱曲线图与实际采集到的激光数据进行比较，选择出最优的理论光谱曲线图；若最优的理论光谱曲线图达到预设标准，则在测试半导体激光器时根据需求精度在该理论光谱曲线图上取点得到激射波长。
[0035]在本专利技术的一个实施例中，所述温控机构包括直流电源、加电探针和体式显微镜，所述直流电源通过光纤线连接所述加电探针，所述加电探针给待测半导体激光器的芯片加电；
[0036]通过所述体式显微镜观察待测半导体激光器的芯片图形，控制待测半导体激光器的芯片的工作温度稳定。
[0037]在本专利技术的一个实施例中，待测半导体激光器的芯片靠近积分球的输入孔后积分球接收芯片发射的激光，使用光纤线将积分球和光谱仪相连接实现电信号交互。
[0038]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0039]本专利技术通过机器学习模型拟合激光数据，在实际测量中在拟合到的光谱曲线图上根据想要的分辨率取点从而得到对应的激射波长，可以达到普通光谱仪达不到的高分辨率需求下的精确度，有限提高精确度；并且生成拟合曲线不需要过多的数据，可以减少数据的采集提高测试效率。同时，通过拟合到的光谱曲线图直接得到激射波长，避免了使用高精度的光谱仪测量激射波长，减少测量时间和使用高分辨率光谱仪的测量成本，有效提高测试效率。
附图说明
[0040]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器波长的测试方法，其特征在于，包括：使用积分球接收待测半导体激光器发射的激光，使用光谱仪采集积分球接收到的激光的激光数据；分别使用多种机器学习模型拟合采集到的激光数据，得到待测半导体激光器的多个理论光谱曲线图；根据准确度和精度将每个理论光谱曲线图与实际采集到的激光数据进行比较，选择出最优的理论光谱曲线图；若最优的理论光谱曲线图达到预设标准，则在测试半导体激光器时根据需求精度在该理论光谱曲线图上取点得到激射波长。2.根据权利要求1所述的半导体激光器波长的测试方法，其特征在于：使用机器学习模型拟合通过积分球采集到的激光数据，得到待测半导体激光器的多个理论光谱曲线图，具体为：对通过积分球采集到的激光数据进行预处理后分为训练集和测试集，使用训练集训练机器学习模型，使用测试集生成所述理论光谱曲线图。3.根据权利要求2所述的半导体激光器波长的测试方法，其特征在于：使用训练集训练机器学习模型时，构建的目标函数为：其中，n为训练集中样本数据的总数，p
i
表示样本数据的测试功率增益，表示样本数据的理论功率增益。4.根据权利要求1所述的半导体激光器波长的测试方法，其特征在于：所述机器学习模型包括最小二乘法和插值法。5.根据权利要求4所述的半导体激光器波长的测试方法，其特征在于：使用最小二乘法拟合通过积分球采集到的激光数据，具体为：构建矩阵方程Ax＝b，其中A是待测半导体激光器的激光数据，x是构建的线性模型的参数，b向量中每项是激光数据中波长对应的功率增益；根据最小二乘法求出矩阵方程的最优解x
*
，根据x
*
计算对应的b
*
，根据b
*
得到理论光谱曲线图。6.根据权利要求4所述的半导体激光器波长的测试方法，其特征在于：所述插值法为拉格朗日插值法，使用拉格朗日插值法拟合通过积分球采集到的激光数据，具体为：将光谱数据中的波长和对应的功率增益组成n个数据点：(λ1,p1)，(λ2,p2)，...，(λ
j
,p
j
)，...，(λ
n
,p
n
)，其中λ
j
、p
j
分别表示波长和功率增益；假设任意两个不同的波长数据λj都互不相同，应用拉格朗日插值公...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐瑞仁，王智浩，冯丽彬，张登巍，张金胜，李鑫，
申请(专利权)人：苏州鼎芯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：