[發明專利]一種半導體激光器無損波長分類篩選方法

有效

• 申請號: 201510738335.8
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105203305A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 徐現剛;蔣鍇;李沛旭
• 申請（專利權）人: 山東華光光電子有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術領域

本發明涉及一種半導體激光器無損波長分類篩選方法，屬于半導體激光器生產制造工藝的技術領域。

背景技術

半導體激光器又稱激光二極管(LD)，主要是以半導體材料為介質實現激光輸出的光電器件。半導體材料中電子(空穴)的分裂能級形成能帶，高能量導帶與低能量價帶被禁帶分隔，當以適當形式激勵在半導體中引入非平衡電子-空穴對并使其復合時，釋放的能量以受激輻射方式，最終實現激光出射。半導體激光器具有體積小、重量輕、轉換效率高、工作壽命長等優點，并可與其他類型集成電路相兼容，因此應用領域廣泛，市場容量及價值日益升高。

半導體激光器受實際應用(尤其是作為泵浦源使用)的需要，對其激射波長和光譜特征有著嚴格的要求，例如Nd:YAG晶體主吸收峰位于808nm，其吸收峰線寬僅為1.5nm左右，而目前808nm半導體激光器器件的工作中心波長線寬就達到2nm以上，因此僅有將半導體激光器的激射峰值波長盡可能固定于808nm，才能使晶體的吸收效率達到最大化，有效利用泵浦光源能量，提高激光晶體光光轉化效率，產生更高的1064nm激光輸出。

由于上述原因，目前普遍使用的邊發射激光器必須對激射波長進行篩選，選取合適的外延片針對不同應用投料。由于邊發射激光器結構中外延方向與激光發射方向相垂直，因此主要篩選方法是通過對外延生長后的外延片進行腐蝕，去除吸收較大的部分外延材料后，才能通過熒光光譜驗證外延材料的發射波長。此種方法是一種破壞性檢測，因此檢測后的外延片已經無法繼續使用，同時對批量生產中大量的外延片，僅能抽取極少數進行檢測，對每片參數的各異性無法掌控，因此局限性非常大。

目前，現有專利中專門針對大規模半導體激光器外延片篩選方法涉及極少，相關專利說明如下：

中國專利CN101339092B公開一種LED芯片/晶圓/外延片的非接觸式檢測方法及檢測裝置，其方法包括：通過檢測可控激勵光照射下待測器件PN結的光致發光，對LED芯片/晶圓/外延片的發光特性和電特性進行檢測；檢測裝置包括：裝置中的檢測控制和信號處理單元對光檢測單元傳來的信號進行處理、分析，測試臺用于夾持/移動待測器件、支承光檢測單元。該發明僅可對表面出光的LED芯片/晶圓/外延片的發光特性和電特性進行非接觸、無損檢測，但對邊發射的半導體激光器無法應用。

中國專利CN101515701B公開了一種半導體激光器波長篩選裝置，其內容包括：支柱、座板、滑管、內滑管、調節帽、第一螺母、懸臂梁、第二螺母、導向管、測頭和測臺，支柱固定在座板上，支柱的一端與座板螺紋連接，滑管與座板固定連接，滑管與內滑管通過螺絲固定連接，內滑管與第一螺母螺紋連接，調節帽與第一螺母螺紋連接，懸臂梁與第一螺母、內滑管接觸式連接，第二螺母和導向管螺紋連接，測頭與導向管彈性連接，測臺與座板通過螺絲固定連接。該發明雖然可完成脈沖或低占空比的不同波長的巴條測試，解決了封裝后才可挑選波長的弊病，但屬于后道封裝工藝中的篩選工作，無法在前道工藝中對外延片或工藝片進行波長篩選分類。

中國專利CN104568386A提供了一種激光波長篩選方法及其裝置，其中，方法包括如下步驟：激光器波長調諧模塊驅動待測激光器進行激光調制波長掃描；在氣室中充滿標準氣，利用標準氣吸收透過氣室的激光；激光器波長采集模塊接收并采集從氣室輸出的激光的光強；激光器波長篩選模塊根據采集到的激光光強，通過相應算法計算出待測激光器的中心波長。該方法應用于成品半導體激光器波長檢測篩選，但無法應用于前道工藝中對外延片或工藝片進行波長篩選分類。

于2008年10月出版的《長春師范學院學報(自然科學版)》中記載有《半導體激光器篩選方法及可行性測試》，文獻采用高溫度篩選掃描篩選不能接受的短生命期激光器并且確保挑選出的激光器都達到一個統計學上能接受的水平。裝置一般在一個或者更多的關鍵的基本操作特性上篩選。為了使篩選時間最小，篩選溫度和篩選電流應該盡可能的高,選擇篩選條件和掃描標準隨著激光器的種類而有明顯的不同。該方法主要應用于已封裝好的半導體激光器產品，無法應用于前道工藝中對外延片或工藝片進行波長篩選分類。

如上述專利所述外延片的檢測方法，無法有效滿足邊發射半導體激光器具體應用對外延片的波長篩選，進而無法保證后續工藝中針對不同應用需求進行分類的生產要求，將會大大降低生產效率。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種半導體激光器無損波長分類篩選方法，本發明通過簡單工藝處理后，可對整片激光器外延片進行熒光測試，完成外延片整片光譜特征圖及相關數據，進而根據實際應用需要進行分類篩選。