[發明專利]一種半導體激光器特性測試系統

有效

• 申請號: 201010591449.1
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102109571A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 劉興勝;吳迪;張彥鑫;楊凱;李鋒
• 申請（專利權）人: 西安炬光科技有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;H01S5/00
• 代理公司: 西安西交通盛知識產權代理有限責任公司 61217
• 代理人: 羅永娟

技術領域

本發明屬于半導體激光器技術領域，涉及半導體激光器的特性測試，尤其是一種半導體激光器特性測試系統。

背景技術

半導體激光器具有體積小、重量輕、電光轉換效率高、性能穩定、可靠性高和壽命長等優點，已經成為光電行業中最有發展前途的領域，可廣泛應用于通信、計算機(主要是數據存儲和輸入輸出設備)、影視、制造業、航天、航空、材料處理、醫療、娛樂、科研、安全防護、軍事、反恐、工藝品、顯示和印刷等行業。對半導體激光器的性能參數進行測試和表征是深刻理解激光器特性的關鍵，同時也是判斷激光器好壞的重要依據；只有這樣才能正確的使用激光器并延長其壽命。因此，研究并開發測試功能齊全的半導體激光器特性測試系統具有非常重要的現實意義。

半導體激光器的性能參數主要包括LIV(功率-電流-電壓)、光譜、波長、熱阻、電光轉換效率、斜坡效率、串聯電阻、半高全寬(FWHM)、90％能量寬度(FW90％E)、近場光斑、近場非線性(“smile”效應)、遠場、偏振、和空間光譜等，對上述參數的測試和表征可以評判激光器特性的高低，其中LIV和光譜是半導體激光器的基本測試。

目前國際上發達國家的一些儀器制造公司，如美國的Newport公司、Ilxlightwave公司、Keithley公司以及加拿大的Telops公司等，已經研發了半導體激光器性能參數測試儀器，但這些測試儀器的測試功能不夠全面，只能對半導體激光器的部分性能進行測試，如LIV、光譜、近場和遠場。國內雖有山東大學(魏書軍，“高功率半導體激光器陣列參數測量儀研制”，山東大學碩士學位論文，2005.4)、中科院半導體所、吉林大學(夏濤，“快速LD綜合參數測量系統”，吉林大學碩士學位論文，2006.4)、大連海事大學(萬軍華，“大功率半導體激光器陣列光強分布特性測試系統研究”，大連海事大學碩士學位論文，2008.5)等幾家單位研制了半導體激光器測試儀器，但僅限于半導體激光器的LIV、光譜和遠場測試。

目前，現有的半導體激光器性能參數測試儀器主要存在以下問題：

(1)功能單一：國外的半導體激光器測試系統，還依然不具備偏振測試、近場非線性測試和空間光譜測試功能。而國內半導體激光器測試系統則只具備LIV測試和光譜測試功能。

(2)測試功率較低：大多數的半導體激光器性能參數測試系統主要針對100W之內的半導體激光器進行測試，最大測試功率也只停留在千瓦級水平。

(3)LIV測試模式單一：LIV測試主要分為CW(連續波輸出)模式測試和QCW(準連續波輸出)模式測試，對于大多數的測試儀器而言，不能同時實現兩種測試功能。

(4)所測半導體激光器的種類少：半導體激光器種類繁多，目前的大多數測試儀器只能夠對某一種或幾種特定形式半導體激光器進行測試，而對于其他形式的半導體激光器則無法測試，因此所測半導體激光器的種類少。

(5)自動化程度和精度低：目前，國外的半導體激光器測試儀器已經實現了自動化和較高精度的測試，但在國內的測試儀器仍未完全實現自動化測試，而且精度有限。

(6)成本高：國外的半導體激光器測試儀器雖然能夠實現自動化和較高精度的測試，但其成本很高以致售價昂貴。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種能夠全面表征半導體激光器特性的測試系統，該系統用于對半導體激光器，尤其是高功率半導體激光器的高精度和自動化測試，能夠降低半導體激光器的檢測和生產制造成本。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

這種半導體激光器特性測試系統，包括一光學平臺和計算機系統，其特征在于：所述光學平臺上固定設有一導軌，所述導軌通過滑塊固定設有激光器固定座，所述激光器固定座上設有被測激光器，所述激光器固定座上還設有控制被測激光器溫度的激光器溫度控制模塊，所述導軌的旁側排列有分別與所述計算機系統相連的LIV和光譜測試模塊、偏振測試模塊、近場光斑測試模塊、近場非線性測試模塊、遠場測試模塊以及空間光譜測試模塊的一個或者多個；所述激光器溫度控制模塊通過半導體激光器驅動器與計算機系統連接。

上述激光器溫度控制模塊包括溫度控制器、制冷器以及設置在被測激光器上的溫度傳感器，所述溫度傳感器和制冷器分別與溫度控制器連接，所述制冷器設置在被測激光器上用以降低被測激光器溫度。