[發明專利]快軸透鏡綜合性能測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202110792020.7
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113390615A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 王龍祥
• 申請（專利權）人: 王龍祥
• 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

本發明公開了快軸透鏡綜合性能測試裝置及測試方法，該快軸透鏡綜合性能測試裝置，包括激光器、被測快軸透鏡、慢軸透鏡、衰減分光膜片、光斑測試組件、功率測試組件和溫度測試組件，被測快軸透鏡、慢軸透鏡和衰減分光膜片沿激光器的激光光束方向依次設置；激光器的激光光束經被測快軸透鏡后，經慢軸透鏡形成準直光斑，再經過衰減分光膜片分為透射光和反射光，透射光和反射光中的一束光進入光斑測試組件，另一束光進入功率測試組件；溫度測試組件設置于被測快軸透鏡側方。本發明中，分別通過光斑測試組件、功率測試組件或溫度測試組件測試被測快軸透鏡的輸出光斑分布、輸出光能量或工作溫度的至少一個性能，可實現綜合測試。

技術領域

本發明涉及半導體激光器技術領域，特別涉及快軸透鏡綜合性能測試裝置及測試方法。

背景技術

半導體激光器輸出光束在兩個相互垂直的平面內的發散角相差很大，光束橫截面的光斑是橢圓斑。需要將輸出光束在兩個平面內分別整形，通常是用一前一后兩個柱形透鏡分別整形，緊貼激光芯片的是快軸準直透鏡，后跟的是慢軸準直透鏡。快軸準直透鏡的凸柱面是非球面，加工困難而價貴，其性能直接決定了激光器輸出光束向光纖的耦合性能。

快軸透鏡能否滿足客戶使用，通常有三個重要性能指標需測試，即光斑檢測、功率檢測和溫升檢測，行業現有技術是：非球面透鏡對發散激光的準直效果的判斷方法是，用類似于CCD相機的光斑分析儀檢測準直后的光斑形狀，然后做定性或定量的判斷；非球面透鏡對激光的能量耦合效果的判斷方法是，用類似于碳斗的功率檢測設備檢測輸出光束的光能量，然后做定性或定量的判斷；在通強電流輸出強光時，非球面透鏡自身的溫升的判斷方法是，用類似于非接觸紅外熱像儀的設備檢測非球面透鏡的溫度，然后做定性或定量的判斷。

目前，對于上述三個指標的檢測，分三個工位進行檢測與生產：第一步，先在小電流，即小輸出光功率下，用CCD監控檢測光斑形狀是否合格，合格則將FAC透鏡粘接在芯片上。向激光器芯片提供電流的方法，通常是用兩個彈簧探針，接觸芯片的正負極，因為通過的電流小，所以探針是合適的。第二步，將粘接好FAC透鏡的激光器通上中等電流，測試輸出光功率。第三步將激光器模塊放置在制冷散熱設備上通上高電流，即高輸出光功率，然后用熱像儀測試FAC透鏡的溫度。顯然，第二步和第三步時彈簧探針電極已不太適用，需要激光器綁定好金線和電極后，通大電流進行測試。

以上過程繁雜且不經濟，不能迅速判斷快軸透鏡合格與否，需要將快軸透鏡固定之后，發現性能不佳時再做破壞性拆解。對于半導體光纖激光器生產廠商而言，需要在將快軸透鏡膠合固定于激光器、激光器綁定金線與電極之前，檢驗其綜合光學性能。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明可以解決現有的快軸透鏡性能檢測不便，難以對多個參數進行檢測，影響檢測的效率，且容易損壞快軸透鏡的難題。

（二）技術方案

為了實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種快軸透鏡綜合性能測試裝置，包括：

激光器，所述激光器用于提供激光光束作為測試光源；

被測快軸透鏡，所述被測快軸透鏡通過夾持機構設置于激光器輸出端；

慢軸透鏡；

衰減分光膜片；

光斑測試組件，所述光斑測試組件包括光斑分析儀或感光卡，所述光斑測試組件用于對所述被測快軸透鏡進行光斑檢測；

功率測試組件，所述功率測試組件包括光功率計、碳斗或積分球，所述功率測試組件用于測試所述被測快軸透鏡的輸出光能量；

溫度測試組件，所述溫度測試組件包括非接觸式溫度檢測儀或接觸式熱敏探測設備，所述溫度測試組件用于測試所述被測快軸透鏡的工作溫度；

所述被測快軸透鏡、慢軸透鏡和衰減分光膜片沿所述激光器的激光光束方向依次設置；

所述激光器的激光光束經所述被測快軸透鏡后，經所述慢軸透鏡形成準直光斑，再經過所述衰減分光膜片分為透射光和反射光，透射光和反射光中的一束光進入光斑測試組件，另一束光進入功率測試組件；