[發明專利]多發光單元半導體激光器近場非線性自動測試方法及裝置

有效

• 申請號: 201510313232.7
• 申請日: 2015-06-09
• 公開（公告）號: CN104897372B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 劉興勝;王昊;劉暉;孫翔;沈澤南;吳迪
• 申請（專利權）人: 西安炬光科技股份有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了多發光單元半導體激光器近場非線性自動化測試方法及裝置，采用對半導體激光器腔面光斑進行自動識別，設有參考光作為反饋判斷光進行判斷實現精確調節，提高了多發光單元半導體激光器近場非線性的準確性。本發明自動化程度高，降低由于人工操作帶來的誤差；本發明中，設有參考光作為反饋判斷光可以實現半導體激光器腔面光斑自動化識別并可以進行判斷實現精確調節，提高了多發光單元半導體激光器近場非線性的準確性。

技術領域

本發明屬于半導體激光器測試技術領域，涉及一種多發光單元半導體激光器近場非線性的自動化測試方法及裝置。

背景技術

高功率半導體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長等優點，已廣泛用于激光加工、激光醫療、激光顯示及科學研究領域，因此半導體激光器技術成為新世紀發展快、成果多、學科滲透廣、應用范圍大的綜合性高新技術。相比單發射腔半導體激光器，多發光單元半導體激光器（高功率半導體激光器陣列）的輸出功率有了大幅度提高。但是工作中的多發光單元半導體激光器（高功率半導體激光器陣列（LDA）），各發光單元不在一條直線上，導致了LDA整體發光彎曲，稱之為近場非線性效應，也稱Smile效應。Smile效應增加了快軸準直鏡的離軸像差，通常5μm的smile效應能引起2倍的光束質量的降低，嚴重影響了半導體激光光束傳播、聚焦、整形，進而會降低光纖耦合效率，成為限制半導體激光光束直接用于激光切割、加工、打標的一個重要因素。通過對Smile的表征能夠對提升封裝工藝，降低Smile效應提供有益的幫助。

目前準確測量smile效應的方法主要有三種：近場掃描光學顯微鏡法（NSOM）、干涉成像法、LDA光學放大成像法。NSOM法設備復雜、成本高且操作困難；干涉成像法中涉及的計算較復雜；相比而言LDA光學放大成像法相對簡單，成本低，精度高。但是當前所使用的LDA光學放大成像法都采用手動操作的，無法實現自動化大批量的操作。

發明內容

近場非線性是表征半導體激光器性能的重要參數，本發明為一種多發光單元半導體激光器近場非線性自動化測試方法及裝置，采用對半導體激光器腔面光斑進行自動識別，設有參考光作為反饋判斷光進行判斷實現精確調節，提高了多發光單元半導體激光器近場非線性的準確性。

多發光單元半導體激光器近場非線性自動化測試方法，所采用的技術方案如下：

（1）步驟一：待測多發光單元半導體激光器發出的光束入射至快軸準直鏡，出射光經分光裝置分光，分成光束B和參考光束A，參考光束A在空氣中自由傳播并入射至圖像傳感器M，光束B入射至成像系統后再入射至圖像傳感器N；

（2）步驟二：建立三維直角坐標系，以快軸準直鏡光心為原點O，沿光束傳輸方向為Z軸正方向，半導體激光器快軸方向為Y軸，垂直向上為正方向，半導體激光器慢軸方向為X軸，沿Z軸平移調節快軸準直鏡或者沿Y軸平移調節快軸準直鏡或者以Z軸為旋轉軸旋轉調節快軸準直鏡或者以Y軸為旋轉軸旋轉調節快軸準直鏡或者以X軸為旋轉軸旋轉調節快軸準直鏡，直至參考光束A在圖像傳感器N上的光斑長度、寬度、傾斜度最小，此時參考光束A在圖像傳感器N上的圖樣，記錄為S1，此時光束B經過成像系統后入射至圖像傳感器N上的圖樣，記錄為S2；

（3）步驟三：沿X軸方向平移調節快軸準直鏡，采集光束B經過成像系統后入射至圖像傳感器N上的圖樣，記錄為S3；

（4）步驟四：對比S2和S3，重復步驟二和步驟三直到S2和S3相同，記錄S3為多發光單元半導體激光器近場非線性圖樣。

上述步驟一中，圖像傳感器M為電荷耦合器件或者互補性金屬氧化物半導體傳感器；圖像傳感器N為電荷耦合器件或者互補性金屬氧化物半導體傳感器。

上述步驟一中，分光裝置為分光鏡。所述的分光鏡將激光分為光束B和參考光束A，光束B和參考光束A和的性質相同并與原激光束的性質相同，例如，分光鏡可以將激光進行部分透射部分反射，透射部分為A部分光，反射部分為B部分光，但是A部分光與B部分光的偏振態一致，透射和反射部分的比例不做要求。