一种高可靠性的半导体激光器及用于其的芯片测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高可靠性的半导体激光器，包括多个发光模块，每个发光模块中包括多个半导体激光芯片，每个半导体激光芯片都配置有与其对应的快轴准直镜

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性的半导体激光器及用于其的芯片测试装置


[0001]本专利技术涉及激光器
，特别涉及一种高可靠性的半导体激光器及用于其的芯片测试装置
。

技术介绍

[0002]由于半导体激光器具有制作简单
、
体积小
、
重量轻
、
工作寿命长
、
效率高等优点，因此在光通信
、
光泵浦
、
光存储
、
激光打印
、
医疗和材料加工等领域得到广泛应用
。
随着半导体激光器输出功率
、
转换效率
、
可靠性和制造工艺的提升，许多新的应用成为可能
。
在实际应用中，半导体激光器的可靠性是一个决定性因素
。
半导体激光器制备过程中所使用的粘合剂材料中挥发性的有机气体或无机气体成分与激光芯片材料反应生成的产物可能会在激光芯片表面沉积，这些反应性气体例如为硅氧烷
、
碳系列等，这些产物的沉积会导致激光芯片失效，此外空气中存在的灰尘
、
水汽
、
离子污染物等颗粒附着在激光芯片表面引起短路或开路同样会导致激光芯片的失效，从而大大降低了器件的可靠性
。
对于需要长期使用的器件来说，为克服激光芯片失效所带来的隐患，一般会对半导体激光系统进行气密封装，即向管壳中充入干燥空气或惰性气体
。
目前，绝大多数半导体激光系统采用整体封装技术，公开号为<br/>CN116053933A
的中国专利技术专利申请公开了一种半导体激光器装置，该激光器装置将激光芯片与快慢轴准直镜
、
转向元件以及聚焦光学元件共同封装在管壳中
。
该封装方式没有考虑到在测试以及维修阶段，激光芯片可能会暴露在反应性气体或空气中，导致激光芯片失效等问题
。
为解决激光芯片失效等问题，进一步提升激光器可靠性，并实现高功率的半导体激光器，需要提出一种高可靠性以及高空间利用率的设计方案，同时针对本申请提出的高可靠性以及高空间利用率的激光器，还提出了一种专用测试装置，用于保证激光器的质量
。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种高可靠性的半导体激光器，包括多个发光模块，每个所述的发光模块竖直放置并沿纵向紧密排列，每个发光模块中包括多个半导体激光芯片，每个半导体激光芯片都配置有与其对应的快轴准直镜
、
慢轴准直镜和第一转向元件，多个所述的半导体激光芯片与其对应的快轴准直镜被封装在封装壳体内部，被封装在一个封装壳体内部的元件组成一个发光单元，封装壳体内部充满干燥空气或惰性气体，所述的封装壳体上沿快准直光输出方向设置有对应的窗口镜，快准直光经过窗口镜后在经过各自对应的慢轴准直镜，最后经过第一转向元件转向后的光沿慢轴准直镜的排列方向紧密排列
。
[0004]进一步地，每个发光单元经窗口镜射出的为第一激光阵列，所述的第一转向元件用于将第一激光阵列旋转
90
°
，旋转后的第一激光阵列沿快轴准直镜的排列方向紧密排列成第二激光阵列
。
[0005]进一步地，还包括合束单元，所述的合束单元用于将经多个发光单元发出的第二
激光阵列进行合束并传输至聚焦透镜单元
。
[0006]进一步地，所述的合束单元包括半波片
、
第二转向元件和合束元件，所述的合束元件为偏振分光器或双色镜，所述的聚焦透镜单元包括一个或多个透镜，用于将合束光聚焦至光纤端面，所述的第一转向元件和第二转向元件为反射镜或其他可以达到相同效果的光学元件
。
[0007]进一步地，包括底座，所述的底座上设置有第一罐体和第二罐体，所述的第一罐体与底座固定连接，底座与第二罐体活动连接，所述的底座与第二罐体的内部设置有支架主体，所述的支架主体上设置有多个待测试元件，待测试元件即为发光单元，所述的底座和第二罐体的外侧设置有安装架，所述的安装架上设置有转动驱动组件
、
电源连接组件以及激光接收组件，所述的第一罐体与第二罐体密封用于测试位于支架主体上的待测试元件的密封性，第一罐体与第二罐体打开之后通过转动驱动组件
、
电源连接组件以及激光接收组件进行电学参数测试
。
[0008]进一步地，所述的底座上固定安装有导向杆，第一罐体固定安装在导向杆上，所述的导向杆上滑动安装有滑动座，滑动座与第三电缸的活动端固定连接，所述的滑动座上固定安装有两个限位环，第二罐体转动同时滑动安装在限位环内部，第二罐体上位于两个限位环之间的位置固定安装有齿圈，所述的滑动座下方转动安装有第一驱动齿轮，所述的第一驱动齿轮与第一电机的输出轴固定连接，第一电机固定安装在滑动座上，第一驱动齿轮与齿圈形成齿轮传动，所述的第一罐体的外圈和第二罐体的内圈设置有互相匹配的螺纹结构，用于实现第一罐体与第二罐体密封
。
[0009]进一步地，所述的第一罐体内部同轴固定安装有套管，所述的套管为中空结构，第二罐体内部转动安装有支撑管，所述的支撑管转动同时滑动安装在套管内部，所述的支撑管上固定安装有安装板，安装板的两端固定安装有第二电缸，第二电缸的活动端与支架主体固定连接，所述的支架主体转动同时滑动安装在套管外侧
。
[0010]进一步地，所述的支架主体外圆周上设置有多个用于放置待测试元件的容纳槽，所述的容纳槽对应的支架主体的端面设置有容纳缺口，容纳缺口用于容纳待测试元件上的导线，所述的支架主体上远离容纳缺口的端面上固定安装有固定环，所述的固定环上通过第四电缸安装有定位环，定位环用于实现待测试元件在支架主体轴线方向的定位，支架主体上位于每个容纳槽的同一侧均设置有挡板，所述的挡板上通过第六电缸安装有固定板，所述的固定板用于实现待测试元件在支架主体圆周方向的定位
。
[0011]进一步地，所述的支架主体上靠近容纳缺口的一端转动安装有转盘，所述的转盘与支架主体之间滑动安装有多个压杆，压杆的数量与待测试元件相同，所述的压杆上固定安装有滑块，滑块穿过转盘，所述的转盘上通过第五电缸安装有滑环，所述的滑环与滑块之间通过铰接杆铰接，所述的转盘上固定安装有第二电机，第二电机的输出轴上固定安装有第二驱动齿轮，所述的支架主体的内侧设置有固定齿圈，所述的第二驱动齿轮与固定齿圈形成齿轮传动
。
[0012]进一步地，所述的安装架通过第一电缸安装在底座上，所述的转动驱动组件包括齿环，所述的安装架上设置有弧形槽，弧形槽内部滑动安装有限位板，限位板上固定安装有电机座，所述的电机座上设置有第三电机，第三电机的输出轴上固定安装有第三驱动齿轮，所述的第三驱动齿轮与齿环形成齿轮传动，限位板与第一限位筒固定连接，第一限位筒上
固定安装有第一连接板，第一限位筒内部设置为中空结构，第一连接板上还固定安装有第七电缸，第七电缸的输出轴与第一联动板的一端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高可靠性的半导体激光器，其特征在于：包括多个发光模块，每个所述的发光模块竖直放置并沿纵向紧密排列，每个发光模块中包括多个半导体激光芯片（7），每个半导体激光芯片（7）都配置有与其对应的快轴准直镜（6）
、
慢轴准直镜（3）和第一转向元件（2），多个所述的半导体激光芯片（7）与其对应的快轴准直镜（6）被封装在封装壳体（5）内部，被封装在一个封装壳体（5）内部的元件组成一个发光单元，封装壳体（5）内部充满干燥空气或惰性气体，所述的封装壳体（5）上沿快准直光输出方向设置有对应的窗口镜（4），快准直光经过窗口镜（4）后在经过各自对应的慢轴准直镜（3），最后经过第一转向元件（2）转向后的光沿慢轴准直镜（3）的排列方向紧密排列
。2.
根据权利要求1所述的一种高可靠性的半导体激光器，其特征在于：每个发光单元经窗口镜（4）射出的为第一激光阵列，所述的第一转向元件（2）用于将第一激光阵列旋转
90
°
，旋转后的第一激光阵列沿快轴准直镜的排列方向紧密排列成第二激光阵列
。3.
根据权利要求2所述的一种高可靠性的半导体激光器，其特征在于：还包括合束单元，所述的合束单元用于将经多个发光单元发出的第二激光阵列进行合束并传输至聚焦透镜单元（
12
）
。4.
根据权利要求3所述的一种高可靠性的半导体激光器，其特征在于：所述的合束单元包括半波片（9）
、
第二转向元件（
10
）和合束元件（
11
），所述的合束元件（
11
）为偏振分光器或双色镜，所述的聚焦透镜单元（
12
）包括一个或多个透镜，用于将合束光聚焦至光纤端面，所述的第一转向元件（2）和第二转向元件（
10
）为反射镜
。5.
一种用于如权利要求1‑4任一项所述的高可靠性的半导体激光器的芯片测试装置，其特征在于：包括底座（
13
），所述的底座（
13
）上设置有第一罐体（
14
）和第二罐体（
16
），所述的第一罐体（
14
）与底座（
13
）固定连接，底座（
13
）与第二罐体（
16
）活动连接，所述的底座（
13
）与第二罐体（
16
）的内部设置有支架主体（
29
），所述的支架主体（
29
）上设置有多个待测试元件（
31
），待测试元件（
31
）即为发光单元，所述的底座（
13
）和第二罐体（
16
）的外侧设置有安装架（
18
），所述的安装架（
18
）上设置有转动驱动组件
、
电源连接组件以及激光接收组件，所述的第一罐体（
14
）与第二罐体（
16
）密封用于测试位于支架主体（
29
）上的待测试元件（
31
）的密封性，第一罐体（
14
）与第二罐体（
16
）打开之后通过转动驱动组件
、
电源连接组件以及激光接收组件进行电学参数测试
。6.
根据权利要求5所述的一种芯片测试装置，其特征在于：所述的底座（
13
）上固定安装有导向杆（
15
），第一罐体（
14
）固定安装在导向杆（
15
）上，所述的导向杆（
15
）上滑动安装有滑动座（
19
），滑动座（
19
）与第三电缸（
28
）的活动端固定连接，所述的滑动座（
19
）上固定安装有两个限位环（
20
），第二罐体（
16
）转动同时滑动安装在限位环（
20
）内部，第二罐体（
16
）上位于两个限位环（
20
）之间的位置固定安装有齿圈（
21
），所述的滑动座（
19
）下方转动安装有第一驱动齿轮（
27
），所述的第一驱动齿轮（
27
）与第一电机（
26
）的输出轴固定连接，第一电机（
26
）固定安装在滑动座（
19
）上，第一驱动齿轮（
27
）与齿圈（
21
）形成齿轮传动，所述的第一罐体（
14
）的外圈和第二罐体（
16
）的内圈设置有互相匹配的螺纹结构，用于实现第一罐体（
14
）与第二罐体（
16
）密封
。7.
根据权利要求6所述的一种芯片测试装置，其特征在于：所述的第一罐体（
14
）内部同轴固定安装有套管（
22
），所述的套管（
22
）为中空结构，第二罐体（
16
）内部转动安装有支撑管（
23
），所述的支撑管（
23
）转动同时滑动安装在套管（
22
）内部，所述的支撑管（
23
）上固定
安装有安装板（
24
），安装板（
24
）的两端固定安装有第二电缸（
25
），第二电缸（
25
）的活动端与支架主体（
29
）固定连接，所述的支架主体（
29
）转动同时滑动安装在套管（
22
）外侧
。8.
根据权利要求7所述的一种芯片测试装置，其特征在于：所述的支架主体（
29
）外圆周上设置有多个用于放置待测试元件（
31
）的容纳槽（
47
），所述的容纳槽（

【专利技术属性】
技术研发人员：王小华，陈武辉，孟亮，马晓婕，赵志英，吴海涛，常冬霞，
申请(专利权)人：北京大族天成半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：