CN103616627A - 一种半导体激光器芯片测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种半导体激光器芯片测试装置，包括两条垂直导轨，所述垂直导轨上安装有电路板和氧化绝缘铜件，所述氧化绝缘铜件安装在滑动模块上，所述垂直导轨安装在下方的铜基上，所述铜基上固定有不锈钢立柱、半导体激光器芯片和活塞，所述不锈钢立柱套有弹簧，所述电路板上焊接有弹簧探针，所述弹簧探针下方安装有所述半导体激光器芯片，在所述半导体激光器芯片上方设置有一排半球形气囊，在所述半导体激光器芯片发射的光轨迹上设置有积分球阵列，所述积分球阵列上的积分球安装在所述铜基上。采用本发明技术方案，该装置可以自动可靠的安装多台半导体激光器芯片，提高了测试效率与测试可靠性。

Description

一种半导体激光器芯片测试装置

技术领域

本发明专利属于激光技术领域，具体涉及一种半导体激光器芯片测试装置。 

背景技术

半导体激光器由于体积小、重量轻、电光转换效率高等优点，在医疗军事等领域得到越来越广泛的应用。半导体激光器芯片在出厂之前都要进行性能参数测试，通过一系列测试，可以研究半导体激光器的失效机制和可靠性，为改进半导体激光器的加工工艺提供依据。在测试过程中，为了保证测试数据的一致性，要求每台激光器的温度控制一致性在一定范围，体现在设计上有两个方面：第一，需要设计合理的温度控制装置，保证所有激光器的散热和加热一致；第二，需要设计合理的方式来按压器件，保证每个器件受力均匀，使每个器件与散热片之间的热阻一致以达到温度的一致。同时半导体激光器测试系统还需要对激光器的电压、电流、功率等参数进行较长期监控，由于每台激光器都需要进行长期测试，产品量产后测试的工作量极大，因此为了满足工程需要，要求一台设备能同时快速测试多台激光器。 

目前国内外多家机构对半导体激光器测试系统进行了研究，国外的如ILX、Yelo等公司，在半导体激光器测试系统上有多年的经验。国内在半导体激光器行业整体起步较晚，水平较国外有一定差距，大多还处在理论阶段，走在前列的如西安炬光科技公司，在老化寿命测试系统上申请了多篇专利（CN102519709A、CN102520336A等），但普遍采用手动安装方式，测量效率较低。按压激光器的方法多采用橡胶和弹簧螺丝，但橡胶本身存在老化问题，一旦橡胶失效，而系统又无法监测自动断电，激光器很容易死亡，损失不可估量。而弹簧螺丝与激光器之间是点接触，压力也不够均匀，不能达到温度一致性的要求，而且设计上的微小误差可能导致器件压偏，整个设计也将作废，增加了设计成本。又由于测试人员的差别，手动安装存在较多不确定性，无形中增加较多测量的误差，甚至可能因操作不当导致激光器死亡，对于半导体激光器的生产和研发都极为不利。 

发明专利内容

本发明专利的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种半导体激光器芯片测试装置。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明专利通过以下技术方案实现： 

一种半导体激光器芯片测试装置，包括两条垂直导轨，所述垂直导轨上安装有电路板和氧化绝缘铜件，所述氧化绝缘铜件通过螺丝安装在滑动模块上，所述垂直导轨安装在下方的铜基上，所述铜基上固定有不锈钢立柱、半导体激光器芯片和活塞，所述活塞的活塞杆连接机械件，所述不锈钢立柱上套有弹簧，所述电路板上焊接有弹簧探针，所述弹簧探针下方安装有所述半导体激光器芯片，并且每台所述半导体激光器芯片上方有两根所述弹簧探针，所述弹簧探针分别压在半导体激光器芯片的正极和负极，正负极分别接在导体和处，在所述半导体激光器芯片上方设置有半球形气囊，在所述半导体激光器芯片发射的光轨迹上设置有积分球阵列，所述积分球阵列上的积分球安装在所述铜基上。

进一步的，所述半球形气囊为轻质气囊并且通过螺柱安装在一块空气压板上。 

进一步的，所述空气压板内部设置有气体主管道，所述气体主管道通过螺纹孔为每个半球形气囊供气，在所述气体主管道的进气口处安装有压力计。 

进一步的，所述半球形气囊充气后均匀的压在所述半导体激光器芯片顶端。 

进一步的，所述铜基上可并排安装几十至几百台所述半导体激光器芯片。 

优选的，每台所述半导体激光器芯片上方设置有2-4根所述弹簧探针，每组所述弹簧探针在所述电路板上采用串联方式连接。 

优选的，所述活塞进气端连接有电磁阀，并通过计算机终端测试软件进行状态控制。 

优选的，在所述铜基上均匀的设置有加热棒、循环水管道和热电偶安装孔，在所述热电偶安装孔内安装测温热电偶或热电阻。 

优选的，所述积分球阵列下方安装有光电探测器，所述光电探测器通过排线连接所述电路板。 

本发明专利的有益效果是: 

采用本发明专利技术方案，该装置可以自动可靠的安装多台半导体激光器芯片，提高了测试效率与测试可靠性。

附图说明

图1为本发明专利的结构示意图； 

图2为探针电路板结构示意图；

图3为空气压板机械结构示意图；

图4为气囊机械局部结构示意图A；

图5为功率监测电路板结构示意图。

图中标号说明：1、导体，2、垂直导轨，3、颈板，4、弹簧探针，41、安装固定孔，42、探针焊接孔，43、圆心孔洞，44、排线接口，5、导体，6、电路板，7、活塞，8、机械件，9、铜柱，10、活塞杆，11、弹簧，12、不锈钢立柱，13、滑动模块，14、螺丝，15、热电偶安装孔，16、铜基，17、加热棒，18、循环水管道，19、循环水，20、螺纹孔，21、螺丝，22、积分球阵列，23、积分球，24、光电探测器，25、下电路板，26、排线，27、衰减光，28、氧化绝缘铜件，29、半导体激光器芯片，30、螺柱，301、螺纹，31、半球形气囊，32、空气压板，321、气体主管道，322、进气口，323、压力计,33、垫片，34、气路。 

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明专利。 

参照图1所示，一种半导体激光器芯片测试装置，包括两条垂直导轨2，所述垂直导轨2上安装有电路板6和氧化绝缘铜件28，所述电路板6通过铜柱9安装在所述氧化绝缘铜件28上，所述氧化绝缘铜件28通过螺丝14安装在滑动模块13上，所述垂直导轨2安装在下方的铜基16上，所述铜基16上固定有不锈钢立柱12、半导体激光器芯片29和活塞7，所述活塞7的活塞杆10连接机械件8，所述不锈钢立柱12上套有弹簧11，所述电路板6上焊接有弹簧探针4，所述弹簧探针4下方安装有所述半导体激光器芯片29，并且每台所述半导体激光器芯片29上方有两根所述弹簧探针4，所述弹簧探针4分别压在半导体激光器芯片29的正极和负极，正负极分别接在导体1和5处，在所述半导体激光器芯片29上方设置有半球形气囊31，在所述半导体激光器芯片29发射的光轨迹上设置有积分球阵列22，所述积分球阵列22上的积分球23安装在所述铜基16上。 

参照图2所示，所述电路板6通过安装固定孔41安装到绝缘铜件28上，所述弹簧探针4安装在探针焊接孔42上，所述电路板6通过圆心孔洞43套接在所述不锈钢立柱12上，排线接口44与所述排线26相连接。 

参照图3所示，所述空气压板32内部设置有气体主管道321，所述气体主管道321通过螺纹孔20为每个半球形气囊31供气，在所述气体主管道321的进气口322处安装有压力计323。 

参照图4所示，所述半球形气囊31顶端通过高温胶粘贴或其他手段固定在所述螺柱30上，所述螺柱30内部设置有气路34，所述螺柱30通过螺纹301固定在所述空气压板32上，在所述螺纹301末端安装有垫片33。 

参照图5所示，每台所述半导体激光器芯片29对应一路光电探测器24，所述光电探测器24安装在下电路板25上，并采用积分球阵列22对光功率进行衰减，通过光电探测器24将光信号转化为电信号，并通过排线26输出，所述积分球阵列通过螺丝21固定在所述铜基16的螺纹孔20，所述积分球23通过循环水19进行冷却。 

本发明专利的原理： 

测量开始后，活塞7推动绝缘铜件28沿垂直导轨2向下移动，半球形气囊31充气膨胀，电路板6和半球形气囊31随之下移，两根弹簧探针4正好分别压在正下方半导体激光器芯片29的正负极，半球形气囊31压在激光器顶端，确保半导体激光器芯片29均匀受到压力，测量完成后，活塞7松开，绝缘铜件28在弹簧11恢复力作用下向上移动，弹簧探针4和半球形气囊31随之上移，器件打开，实现自动可靠的安装；在电路板6上安装有多组弹簧探针4，可以在下方设置多台半导体激光器芯片29，实现了多台同时半导体激光器芯片29检测的功能。

以上所述仅为本发明专利的优选实施例而已，并不用于限制本发明专利，对于本领域的技术人员来说，本发明专利可以有各种更改和变化。凡在本发明专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种半导体激光器芯片测试装置，包括两条垂直导轨（2），其特征在于，所述垂直导轨（2）上安装有电路板（6）和氧化绝缘铜件（28），所述氧化绝缘铜件（28）通过螺丝（14）安装在滑动模块（13）上，所述垂直导轨（2）安装在下方的铜基（16）上，所述铜基（16）上固定有不锈钢立柱（12）、半导体激光器芯片（29）和活塞（7），所述活塞（7）的活塞杆（10）连接机械件（8），所述不锈钢立柱（12）上套有弹簧（11），所述电路板（6）上焊接有弹簧探针（4），所述弹簧探针（4）下方安装有所述半导体激光器芯片（29），并且每台所述半导体激光器芯片（29）上方有两根所述弹簧探针（4），所述弹簧探针（4）分别压在半导体激光器芯片（29）的正极和负极，正负极分别接在导体（1）和（5）处，在所述半导体激光器芯片（29）上方设置有半球形气囊（31），在所述半导体激光器芯片（29）发射的光轨迹上设置有积分球阵列（22），所述积分球阵列（22）上的积分球（23）安装在所述铜基（16）上。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片测试装置，其特征在于，所述半球形气囊（31）为轻质气囊并且通过螺柱（30）安装在一块空气压板（32）上。

3.根据权利要求2所述的半导体激光器芯片测试装置，其特征在于，所述空气压板（32）内部设置有气体主管道（321），所述气体主管道（321）通过螺纹孔（20）为每个半球形气囊（31）供气，在所述气体主管道（321）的进气口（322）处安装有压力计（323）。

4.根据权利要求2和3所述的半导体激光器芯片测试装置，其特征在于，所述半球形气囊（31）充气后均匀的压在所述半导体激光器芯片（29）顶端。

5.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片测试装置，其特征在于，所述铜基（16）上可并排安装几十至几百台所述半导体激光器芯片（29）。

6.根据权利要求1和5所述的半导体激光器芯片测试装置，其特征在于，每台所述半导体激光器芯片（29）上方设置有2-4根所述弹簧探针（4），每组所述弹簧探针（4）在所述电路板（6）上采用串联方式连接。

7.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片测试装置，其特征在于，所述活塞（7）进气端连接有电磁阀，并通过计算机终端测试软件进行状态控制。

8.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片测试装置，其特征在于，在所述铜基（16）上均匀的设置有加热棒（17）、循环水管道（18）和热电偶安装孔（15），在所述热电偶安装孔（15）内安装测温热电偶或热电阻。

9.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片测试装置，其特征在于，所述积分球阵列（22）下方安装有光电探测器（24），所述光电探测器（24）通过排线（26）连接所述电路板（6）。

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