[實用新型]一種多發光單元半導體激光器空間光束輪廓的測試裝置

有效

• 申請號: 201520391137.4
• 申請日: 2015-06-09
• 公開（公告）號: CN204679249U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 劉暉;王昊;孫翔;沈澤南;吳迪;劉興勝
• 申請（專利權）人: 西安炬光科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型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空間光束輪廓的測試裝置。

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。目前，對于半導體激光器輸出光特性通過諸如光譜、功率、偏振等物理量來表征。半導體激光器正朝著高可靠性高功率的方向發展?？煽啃詫τ诎雽w激光器在工業中的應用顯得尤為重要，可靠性的表征也采用對光譜、功率、偏振等物理量來間接反映，如光譜出現雙峰、功率下降、偏振度下降等現象；或者通過掃描聲學顯微鏡的方式，觀測焊料層的空洞分布，研究局部熱累積對可靠性的影響，但是屬于破壞性的探測方法。檢測半導體激光器腔面的光斑強度分布和發光點空間相對位置更是一種無損檢測方法，光斑強度分布能夠反映發光區尺寸、發光區內部強度的強弱分布（腔面輸出模式）；發光點空間相對位置直接反映半導體激光器在生長、封裝、工作中所受的機械應力和熱應力。由于半導體激光器的快慢軸發散角相差很大，半導體激光器腔面的光斑強度分布和發光點空間相對位置存在快軸和慢軸兩個方向上的分量。

傳統的強度探測方式是將半導體激光器經過光學系統入射到CCD上成像，獲取相應的灰度值來表征強度，同時相應的半導體激光器在慢軸方向上的空間相對位置也能表征，但是快軸方向上微小位置偏移（近場非線性）無法測量。通常近場非線性采用獲取放大快軸方向的光斑圖樣，分析半導體激光器的近場非線性（Smile效應）。為此通常的強度探測和Smile探測都是建立在單一方向的測試。因此，輸出光斑既要反映強度分布又要反映近場非線性（smile效應），但是在快慢軸方向上放大倍率相差約1000倍，無法實現同時反映快慢軸兩方向上的光斑特性。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中的缺點，提出快慢軸兩個方向上的發光點強度和空間相對位置信息同時測量，定義為空間光束輪廓，同時能夠表征半導體激光器在快慢軸兩個方向上的光斑分析；是表征半導體激光器輸出光斑特性的重要參數，能夠同時獲取快慢軸兩個方向上的發光點強度和相對位置信息。

對于多發光單元半導體激光器而言，空間光束輪廓主要表征半導體激光器發光點腔面處內部發光強度和發光點之間的空間相對位置。因此既可以定量反映半導體激光器在芯片生長中或封裝中，由于局域熱而產生應力帶來的近場非線性（Smile效應），同時又可以定量反映半導體激光器輸出腔面處的強度分布。通過對空間光束輪廓的表征，可以定性和定量地分析半導體激光器內部及封裝中的缺陷、熱、應力等因素對半導體激光器輸出特性的影響，能夠為研制高性能半導體激光器提供指導。

本實用新型的一種多發光單元半導體激光器空間光束輪廓的測試裝置如下：

一種多發光單元半導體激光器空間光束輪廓的測試裝置，包括多發光單元半導體激光器，分光鏡，快軸放大成像系統，慢軸放大成像系統，圖像傳感器M，圖像傳感器N，工控機；所述的分光鏡設置在多發光單元半導體激光器的出光位置，將多發光單元半導體激光器出射的光分成光束A和光束B；所述快軸放大成像系統設置在光束A傳播方向，用于對光束A在快軸方向進行放大成像；所述圖像傳感器M設置在快軸放大成像系統后端，用于探測經快軸放大成像系統后的光束A的強度分布及光束A中的各個發光單元的相對位置偏移；所述的慢軸放大成像系統設置在光束B傳播方向上，用于將光束B在慢軸方向進行放大成像，所述的圖像傳感器N設置在慢軸放大成像系統后端，用于探測經慢軸放大成像系統后的光束B強度分布及光束B中的各個發光單元的相對位置偏移；所述的工控機與圖像傳感器M及圖像傳感器N進行連接。

所述的圖像傳感器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。

上述裝置中還可以設置有反射鏡，所述的反射鏡設置在光束A的出射方向用于將光束A的發射光方向旋轉90度后入射至快軸放大成像系統；或者所述的反射鏡設置在光束B的出射方向用于將光束B的發射光方向旋轉90度后入射至慢軸放大成像系統。

上述裝置中，光束A和光束B的光強比例為1：1。

上述的一種多發光單元半導體激光器空間光束輪廓的測試裝置，所述慢軸放大成像系統為遠心鏡成像系統。

上述裝置在進行測試時包括以下步驟：

（1）步驟一：將多發光單元半導體激光器出射的光進行分束，分成光束A及光束B；