[發明專利]半導體激光器陣列單巴實時測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 201510599827.3
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105334024B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 蔡磊;吳迪;孫翔;劉興勝
• 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: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 胡樂

技術領域

本發明涉及一種半導體激光器陣列單巴實時測試系統及其測試方法。

背景技術

半導體激光器陣列是由多個巴條組成，具體可以為疊陣形式，也可以為水平陣列形式。當巴條組成半導體激光器陣列(尤其是疊陣形式)，受整體影響，巴條的功率&光譜狀態情況與單巴測試的結果有明顯偏差，導致整體的測試數據不準確，導致半導體激光器陣列的應用受到影響(常見泵浦)。而且，半導體激光器陣列在工作中經常出現某一巴條功率衰減，或微通道堵塞導致溫度升高，產生波長漂移。

現有的測試方法無法在陣列工作的狀態下測量單巴的功率&光譜數據，不能探知上下巴條的相互影響。當出現陣列整體功率下降或者整體光譜漂移時，只能將半導體激光器陣列拆解，取出所有巴條逐個測量排檢，找出缺陷巴條。然而，這樣做一方面容易損壞激光器，另一方面增加了生產測試程序，降低了生產效率。

因此，陣列工作狀態下的單巴測試具有重要的實際意義。

發明內容

本發明提出一種半導體激光器陣列單巴實時測試系統及測試方法，能夠簡便、有效地實現陣列工作狀態下單巴功率和/或光譜的測試。

本發明的方案如下：

半導體激光器陣列單巴實時測試系統，包括半導體激光器陣列、光接收器、光束導光分離器和拖動機構，所述光束導光分離器設置于半導體激光器陣列與光接收器之間的光路上；光束導光分離器的體型對應于半導體激光器陣列中的單個巴條(這里的“體型對應”強調的是在半導體激光器陣列原光路范圍的有效形狀、尺寸)，光束導光分離器在半導體激光器陣列巴條排布方向上的端面覆有全反射膜，使得：半導體激光器陣列中僅有一個巴條發出的光進入光束導光分離器，并在光束導光分離器內經過全反射后以不同于巴條光軸的方向出射至光接收器，同時所述全反射膜避免鄰近巴條的發散光進入光束導光分離器；所述拖動機構用以拖動光束導光分離器遍歷各個巴條，光接收器依次接收每一個巴條的出光。

以上方案中，巴條發出的光進入光束導光分離器，可以允許損耗一部分光，只要通過在后計算補償即可。補償算法屬于常規技術手段。

基于以上方案，本發明還進一步作如下優化：

上述光束導光分離器為透明光學器件，單個巴條發出的光垂直透過透明光學器件的第一側面進入透明光學器件，設巴條間距為p，巴條的平均快軸發散角為θ，則所述第一側面的厚度t范圍為p<t<2p，第一側面與半導體激光器陣列的距離m范圍為0<m<p/2tg(θ/2)。

上述透明光學器件為平板型結構，平板上下兩面即覆于所述全反射膜，平板厚度即t，p<t<2p。實際上，即便不是絕對的標準平板，只要保證第一側面只接收單巴發出的光(即第一側面的厚度t范圍為p<t<2p)，所述全反射膜也能夠保證避免其他巴的干擾。

設進入透明光學器件的光首先到達第二側面，則所述第二側面與巴條光軸方向的夾角α滿足第二側面上的全反射條件。采取不同的結構設計，經過第二側面全反射后的光可以直接出射，也可以經過其他側面再一次全反射后出射。

另外，可以在第二側面和第三側面上鍍全反射膜，也就不必限定為“滿足全反射條件”。

上述透明光學器件為七面體，其中的第三側面與所述第一側面平行并與第二側面鄰接，使得經第二側面全反射后的光經過第三側面再一次全反射后，透過第四側面出射至光接收器。

上述透明光學器件還包括第五側面，第五側面的兩端分別與第一側面和第二側面鄰接，第五側面與第四側面平行。

上述光束導光分離器的入光面和出光面鍍有增透膜。對于前述七面體的那種結構形式，即第一側面和第四側面鍍有增透膜。

上述光接收器采用積分球。

采用以上半導體激光器陣列單巴測試系統實現單巴測試的方法，主要包括以下環節：

將光束導光分離器定位于某一巴條前，使得半導體激光器陣列中僅該巴條發出的光進入光束導光分離器；

該巴條的光被光束導光分離器導出至光接收器，然后完成該巴條出光的探測；

拖動機構依次平移光束導光分離器重新定位于其他每個巴條前，最終完成各個單巴出光的探測。

這里需要說明的是，通常應用時，光接收器(如積分球)的入口足夠大，且距離光束導光分離器足夠近，可完全收光，光接收器不需要同步移動。當堆疊巴條高度大于光接收器入口時，只需同步移動光接收器，或者可以采用對接一段導光結構，保持接收器位置恒定。