一种激光器特性测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种激光器特性测试装置，包括半导体激光器驱动器、三维平行导轨、激光器温度控制模块、LIV和光谱测试模块、偏振测试模块、近场光斑测试模块、近场非线性测试模块、远场测试模块、空间光谱测试模块、中央软件处理模块。同时可根据需要选择工作模块。本实用新型专利技术用于对半导体激光器，尤其是高功率半导体激光器的高精度和自动化测试，降低半导体激光器的检测和生产制造成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体激光器
，涉及半导体激光器的特性测试，尤其是一种激光器特性测试装置。
技术介绍
半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、性能稳定、可靠性高和寿命长等优点，已经成为光电行业中最有发展前途的领域，可广泛应用于通信、计算机(主要是数据存储和输入输出设备)、影视、制造业、航天、航空、材料处理、医疗、娱乐、科研、安全防护、军事、反恐、工艺品、显示和印刷等行业。对半导体激光器的性能参数进行测试和表征是深刻理解激光器特性的关键，同时也是判断激光器好坏的重要依据；只有这样才能正确的使用激光器并延长其寿命。因此，研究并开发测试功能齐全的激光器特性测试装置具有非常重要的现实意义。半导体激光器的性能参数主要包括LIV (功率-电流-电压)、光谱、波长、热阻、电光转换效率、斜坡效率、串联电阻、半高全宽(FWHM)、90%能量宽度(FW90% E)、近场光斑、 近场非线性(“smile”效应)、远场、偏振、和空间光谱等，对上述参数的测试和表征可以评判激光器特性的高低，其中LIV和光谱是半导体激光器的基本测试。目前国际上发达国家的一些仪器制造公司，如美国的Newport公司、Ilxlightwave 公司、Keithley公司以及加拿大的Telops公司等，已经研发了半导体激光器性能参数测试仪器，但这些测试仪器的测试功能不够全面，只能对半导体激光器的部分性能进行测试，如 LIV、光谱、近场和远场。国内虽有山东大学(魏书军，“高功率半导体激光器阵列参数测量仪研制”，山东大学硕士学位论文，2005. 4)、中科院半导体所、吉林大学(夏涛，“快速LD综合参数测量系统”，吉林大学硕士学位论文，2006. 4)、大连海事大学(万军华，“大功率半导体激光器阵列光强分布特性测试系统研究”，大连海事大学硕士学位论文，2008. 5)等几家单位研制了半导体激光器测试仪器，但仅限于半导体激光器的LIV、光谱和远场测试。目前，现有的半导体激光器性能参数测试仪器主要存在以下问题(1)功能单一国外的半导体激光器测试系统，还依然不具备偏振测试、近场非线性测试和空间光谱测试功能。而国内半导体激光器测试系统则只具备LIV测试和光谱测试功能。(2)测试功率较低大多数的半导体激光器性能参数测试系统主要针对100W之内的半导体激光器进行测试，最大测试功率也只停留在千瓦级水平。(3) LIV测试模式单一 LIV测试主要分为CW(连续波输出)模式测试和QCW(准连续波输出)模式测试，对于大多数的测试仪器而言，不能同时实现两种测试功能。(4)所测半导体激光器的种类少半导体激光器种类繁多，目前的大多数测试仪器只能够对某一种或几种特定形式半导体激光器进行测试，而对于其他形式的半导体激光器则无法测试，因此所测半导体激光器的种类少。(5)自动化程度和精度低目前，国外的半导体激光器测试仪器已经实现了自动化和较高精度的测试，但在国内的测试仪器仍未完全实现自动化测试，而且精度有限。(6)成本高国外的半导体激光器测试仪器虽然能够实现自动化和较高精度的测试，但其成本很高以致售价昂贵。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种能够全面表征半导体激光器特性的测试系统，该系统用于对半导体激光器，尤其是高功率半导体激光器的高精度和自动化测试，能够降低半导体激光器的检测和生产制造成本。本技术的目的是通过以下技术方案来解决的这种激光器特性测试装置，包括一光学平台和计算机系统，其特征在于所述光学平台上固定设有一导轨，所述导轨通过滑块固定设有激光器固定座，所述激光器固定座上设有被测激光器，所述激光器固定座上还设有控制被测激光器温度的激光器温度控制模块，所述导轨的旁侧排列有分别与所述计算机系统相连的LIV和光谱测试模块、偏振测试模块、近场光斑测试模块、近场非线性测试模块、远场测试模块以及空间光谱测试模块的一个或者多个；所述激光器温度控制模块通过半导体激光器驱动器与计算机系统连接。上述激光器温度控制模块包括温度控制器、制冷器以及设置在被测激光器上的温度传感器，所述温度传感器和制冷器分别与温度控制器连接，所述制冷器设置在被测激光器上用以降低被测激光器温度。上述的LIV和光谱测试模块包括功率测试装置和光谱测试装置；所述功率测试装置和光谱测试装置与计算机连接；所述功率测试装置探测被测激光器的光功率以及被测激光器的电压随输入电流的变化；所述光谱测试装置收集被测激光器发出的光，对被测激光器的光谱特性进行表征。上述的偏振测试模块包括第一光电探测器、起偏器和衰减片；被测激光器与所述衰减片、起偏器和光电探测器依次置于同一直线上，被测激光器发出的光经衰减片衰减后到达起偏器，起偏器会在光电探测器上呈现不同的探测值，光电探测器通过分析探测到的光强大小，得到光的偏振态和偏振度。上述的近场光斑测试模块包括光学准直系统、光学镜筒和CXD成像系统；待测激光器发出的光通过所述光学准直系统准直后通过光学镜筒在CCD成像系统上成像，CCD成像系统对得到的图片进行处理判断近场光强的强弱。上述的近场非线性测试模块包括柱面微透镜、透镜组以及CXD相机；被测激光器发出的光依次通过柱面微透镜和透镜组后被准直成平行光，所述平行光被放大后呈现在 C⑶相机上。上述的远场测试模块包括可调固定旋转杆、第二光电探测器和步进电机；所述步进电机与固定旋转杆的前端相连，通过步进电机带动固定旋转杆在垂直和水平方向转动， 所述固定旋转杆的末端与光电探测器相接，在步进电机工作时光电探测器在空间位置移动，探测空间的光强。上述的空间光谱测试模块包括准直系统、光束放大系统和光谱测试系统；被测激光器的每个发光点发出的光通过准直系统和光速放大系统，所述光谱测试装置测出每个发光点的光谱，然后将波长信息与发光点光斑一起表示在同一张图片上。进一步，上述空间光谱测试模块还包括有狭缝，所述狭缝设置在光束放大装置的出射端。上述计算机系统包括计算机，所述计算机上安装有数据处理软件，所述计算机还连接有数据采集卡和GPIB连接线，所述光谱测试系统、第二光电探测器、光束分析仪和第一光电探测器的输出端分别连接到数据采集卡上，所述CCD相机、功率测试装置和光谱测试装置通过USB连接线与计算机相连接。本技术具有以下有益效果本技术的激光器特性测试装置通过模块化的设计，可实现对激光器的各种特性参数的测量，例如光电特性、伏安特性、光谱特性、近场特性、远场特性、热特性、偏振特性和空间光谱特性等。此外，在半导体激光器测试过程中，可以通过精密控制激光器热沉温度和冷却水流量，实现对待测激光器光谱参数及热阻参数的精确测定。本技术的测试系统设计了针对不同系列不同封装形式的激光器安装和测试夹具，可实现对各种半导体激光器参数的自动化连续测量，方便大规模检测应用。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术较佳实施例中测试系统的结构布置俯视图；图3为半导体激光器LIV测试和光谱测试软件控制界面；图4为半导体激光器测试报告。其中1为光学平台；2为二维平行导轨；3为制冷器；4为被测激光器；5为半导体激光器驱动器；6为计算机；7为温度控制器；8为二维平移导轨控制器；9为功率测试装置； 10. 1为第一光谱测试装置；10. 2为第二光谱测试装置；本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种激光器特性测试装置，其特征在于：包括平台（１），在所述平台（１）上设置导轨，在导轨上设置有用以固定激光器的滑块，在导轨的旁侧设置有用于检测激光器的激光器检测模块。

【技术特征摘要】
1.一种激光器特性测试装置，其特征在于包括平台(1)，在所述平台(1)上设置导轨， 在导轨上设置有用以固定激光器的滑块，在导轨的旁侧设置有用于检测激光器的激光器检测模块。2.根据权利要求1所述的激光器特性测试装置，其特征在于所述导轨是二维平移导轨O)，所述二维平移导轨( 通过滑块固定设有激光器固定座，所述激光器固定座上设有被测激光器G)，所述激光器固定座上还设有控制被测激光器(4)温度的激光器温度控制模块，所述二维平移导轨O)的旁侧排列有作为激光器检测模块且分别与计算机系统相连的LIV和光谱测试模块、偏振测试模块、近场光斑测试模块、近场非线性测试模块、远场测试模块以及空间光谱测试模块的一个或者多个；所述被测激光器(4)通过半导体激光器驱动器(5)与计算机系统连接。3.根据权利要求2所述的激光器特性测试装置，其特征在于所述激光器温度控制模块包括温度控制器、制冷器( 以及设置在被测激光器(4)上的温度传感器，所述温度传感器和制冷器( 分别与温度控制器连接，所述制冷器( 设置在被测激光器(4)上用以降低被测激光器(4)温度。4.根据权利要求2所述的激光器特性测试装置，其特征在于所述的LIV和光谱测试模块包括功率测试装置(9)和第一光谱测试装置(10. 1)；所述功率测试装置(9)和第一光谱测试装置(10. 1)与计算机连接；所述功率测试装置(9)探测被测激光器⑷的光功率以及被测激光器(4)的电压随输入电流的变化；所述第一光谱测试装置(10. 1)收集被测激光器(4)发出的光，对被测激光器的光谱特性进行表征。5.根据权利要求2所述的激光器特性测试装置，其特征在于所述的偏振测试模块包括第一光电探测器(13)、起偏器(12)和衰减片(11)；被测激光器(4)与所述衰减片(11)、 起偏器(1 和第一光电探测器(1 依次置于同一直线上，被测激光器(4)发出的光经衰减片(11)衰减后到达起偏器(12)，起偏器(1 会在第一光电探测器(1 上呈现不同的探测值，第一光电探测器(1 通过分析探测到的光强大小，得到光的偏振态和偏振度。6.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴胜，吴迪，张彦鑫，杨凯，李锋，
申请(专利权)人：西安炬光科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87