CN103616627B - 一种半导体激光器芯片测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明专利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
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,正负极分别接在第一导体和第二导体处,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,每组所述弹簧探针在所述电路板上采用串联方式连接,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,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中A处为气囊机械局部结构示意图;
图5为功率监测电路板结构示意图。
图中标号说明:1、第一导体,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、第二导体,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,正负极分别接在第一导体1和第二导体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 (7)
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,正负极分别接在第一导体(1)和第二导体(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,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,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。
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)。
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。
6.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。
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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