CN103792070A

CN103792070A - 半导体激光阵列光学特性检测装置

Info

Publication number: CN103792070A
Application number: CN201410028497.8A
Authority: CN
Inventors: 曹银花; 郭志婕; 王智勇; 刘友强; 李景
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing Yaxin Photoelectric Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2034-01-21
Also published as: CN103792070B

Abstract

本发明提供一种半导体激光阵列光学特性检测装置，涉及一种激光技术领域。该发明包括半导体激光阵列、检测装置、电控平移台与计算机，其中，检测装置包括吸收模块A、吸收模块B、反射棱镜A、反射棱镜B与平面反射镜，吸收模块A和吸收模块B分别设置在检测装置的上部与下部，反射棱镜A的底部固定在吸收模块A的下方且其尖端向下倾斜，反射棱镜B的底部固定在吸收模块B的上方且其尖端向上倾斜，反射棱镜A的尖端和反射棱镜B的尖端相靠近形成一间隙，平面反射镜固定在间隙的中轴线处并且位于所述反射棱镜A和所述反射棱镜B后方。本发明对半导体激光阵列中巴条的光学特性参数进行高精度和自动化检测，并对其质量进行了有效控制，降低了成本。

Description

半导体激光阵列光学特性检测装置

技术领域

本发明涉及一种激光技术领域，特别是涉及一种半导体激光阵列光学特性检测装置。

背景技术

半导体激光器具有体积小，重量轻，寿命长，电光转换效率高和可靠性高等优点，被广泛应用于工业、医疗和材料处理等领域，已经成为了光电行业中最有发展前途的领域。由于实际应用中对激光器的功率要求不断提高，从封装角度讲，要获取大功率输出，目前大多是通过在垂直方向激光阵列叠多个巴条来实现半导体激光器功率几个数量级的提高，但同时会降低光束质量，并对微光学系统装置和激光阵列叠技术有很高的要求。对垂直阵列光束准直效果和能量耦合效率的要求越来越高，阵列中巴条间准直光束的指向精度直接影响激光器光斑尺寸、光强密度均匀性及整体输出光束的传输方向，因此激光阵列的光学特性参数如Smile值，快轴发散角以及巴条间快轴准直光束指向精度等指标已成为激光阵列封装工作者及激光器设计者的共同关注点，对研制高水平、高功率、高可靠性DL垂直阵列具有重要意义。目前Smile值的测量集中在对单独一个巴条在封装前的测试，快轴发散角的测量主要是针对激光阵列，不能同时精确地测量激光阵列以及每一个巴条的光学传输特性。

对于高功率半导体激光器的光学特性参数进行测试和表征是不仅有助于理解激光阵列光学特性的关键，也是判断激光阵列作为光源好坏的重要依据。因此，研究一个关键的光学特性参数检测装置具有非常重要的现实意义。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种半导体激光阵列光学特性检测装置，使其对高功率半导体激光阵列中巴条的光学特性参数进行高精度和自动化检测，对高功率半导体激光阵列的质量进行了有效地控制，降低了成本。

为了解决上述问题，本发明提供一种半导体激光阵列光学特性检测装置，包括半导体激光阵列、检测装置、电控平移台与计算机，其中，所述检测装置包括吸收模块A、吸收模块B、反射棱镜A、反射棱镜B与平面反射镜，所述吸收模块A和所述吸收模块B分别设置在所述检测装置的上部与下部，用以吸收剩余巴条的反射光以及所述平面反射镜的反射光；所述反射棱镜A的底部固定在所述吸收模块A的下方且其尖端向下倾斜，所述反射棱镜B的底部固定在所述吸收模块B的上方且其尖端向上倾斜，所述反射棱镜A的尖端和所述反射棱镜B的尖端相靠近形成一间隙，用以选择被测巴条；所述平面反射镜固定在所述检测装置中所述间隙的中轴线处并且位于所述反射棱镜A和所述反射棱镜B后方，用以将被测巴条发射的光进行一级衰减。

优选的，半导体激光阵列包括多个带有快慢轴准直镜的被测巴条。

优选的，检测装置还包括柱面镜A、柱面镜B、衰减片与CCD相机，在所述间隙的中轴线上设置有微型导轨，所述微型导轨位于所述平面反射镜后方，所述柱面镜A、所述柱面镜B、所述CCD相机分别固定在所述微型导轨的滑块上，所述衰减片固定在所述微型导轨上并且位于所述CCD相机14之前；所述柱面镜对所述平面反射镜的透射光进行压缩，以符合所述CCD相机的测量范围，经过所述衰减片进行二次衰减，所述CCD相机对光斑信息进行记录。

优选的，所述检测装置固定在所述电控平移台上，由计算机控制上下移动，实现对不同巴条的测量。

优选的，所述平面反射镜上镀有高反膜层，所述吸收模块A和所述吸收模块B均为带有水冷系统的吸收模块。

优选的，所述计算机连接所述CCD相机进行图像实时采集并对光斑进行分析，并控制所述电控平移台的移动。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明针对目前高功率半导体激光阵列中检测激光阵列和每个巴条的光学特性参数技术不足的现状，提出一种基于单巴条检测原理的激光阵列光学特性参数的检测装置，克服了现有技术的不足，其结构设计合理，精度较高且进行了更进一步的优化设计，有效地提高了获知激光阵列参数的精度和效率，给出了检测激光阵列参数的标准，具有一定的创新性和实用性。

附图说明

图1是本发明的实施例结构示意图。

主要元件符号说明：

1-半导体激光阵列 2-检测装置 3-电控平移台

4-计算机 5-被测巴条 6-吸收模块B

7-吸收模块A 8-反射棱镜A 9-反射棱镜B

10-平面反射镜 11-柱面镜A 12-柱面镜B

13-衰减片 14-CCD相机 15-微型导轨

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本发明作进一步详细说明，但所举实例不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明的实施例包括多个带有快慢轴准直镜的被测巴条5的半导体激光阵列1、检测装置2、电控平移台3与计算机4，检测装置2固定在电控平移台3，其中，检测装置2包括带有水冷系统的吸收模块A7、带有水冷系统的吸收模块B6、反射棱镜A8、反射棱镜B9与镀有高反膜层的平面反射镜10，吸收模块A7和吸收模块B6分别设置在检测装置2的上部与下部，用以吸收剩余巴条的反射光以及平面反射镜的反射光；反射棱镜A8的底部固定在吸收模块A7的下方且其尖端向下倾斜，反射棱镜B9的底部固定在吸收模块B6的上方且其尖端向上倾斜，反射棱镜A8的尖端和反射棱镜B9的尖端相靠近形成一间隙，用以选择被测巴条5；平面反射镜10固定在检测装置2中间隙的中轴线处并且位于所述反射棱镜A和所述反射棱镜B后方，用以将被测巴条5发射的光进行一级衰减。

检测装置2还包括柱面镜A11、柱面镜B12、衰减片13与CCD相机14，在间隙的中轴线上设置有微型导轨15，微型导轨15位于平面反射镜10后方，柱面镜A11、柱面镜B12、CCD相机14分别固定在微型导轨的滑块上，衰减片13固定在微型导轨15上并且位于CCD相机14之前；柱面镜B12对平面反射镜10的透射光进行压缩，以符合CCD相机14的测量范围，经过衰减片13进行二次衰减，CCD相机14对光斑信息进行记录。

被测半导体激光阵列1为单波长的高功率半导体激光阵列1，检测装置2对被测半导体激光阵列1中的每一个被测巴条5的光学特性参数都进行检测，每一个被测巴条5经过检测装置2后，通过计算机4得到光斑图样，再由计算机4进行图像处理和分析，得到所测参数。电控平移台3为精密性平移台，通过移动固定在电控平移台3上的检测装置2实现对不同被测巴条5的对准和检测。计算机4安装有图像采集和处理软件，CCD相机14通过网线与计算机4连接，电控平移台3通过双VGA线由计算机4控制。

具体实施时，检测装置2利用反射棱镜A8的尖端和反射棱镜B9的尖端构成的间隙选择出半导体激光阵列1的被测巴条5发射的激光。半导体激光阵列1设置在反射棱镜A8和反射棱镜B9之前，间隙与传输光路相适应。反射棱镜A8和反射棱镜B9可以把其他巴条发出的光反射到带有水冷系统的吸收模块A7、吸收模块B6上。当光束在快轴方向自由传输时，被测巴条5的慢轴成像是靠柱面镜A11和柱面镜B12完成的。为了避免杂散光影响CCD相机14与衰减片13通过转接头固定在一起。柱面镜A11、柱面镜B12与CCD相机14安装在一个可以线性移动的微型导轨15的滑块上，这样就可以在不同的传输距离上进行成像测量。

本发明可以自动测量半导体激光阵列1的多个参数，如Smile效应、每个巴条的快轴发散角和阵列巴间快轴指向精度等。首先检测装置2确定被测巴条5，CCD相机14拍摄图像，通过处理不同被测巴条5的光斑，可以计算出每一个被测巴条5的smile值和阵列巴间快轴指向精度，下一步通过移动柱面镜B12和CCD相机14，得到不同距离处光斑，利用两点法即可测量每个被测巴条5快轴发散角。计算机14可以确定单个被测巴条5的传输特性以及所有被测巴条5的共同传输特性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种半导体激光阵列光学特性检测装置，包括半导体激光阵列、检测装置、电控平移台与计算机，其特征在于，所述检测装置包括吸收模块A、吸收模块B、反射棱镜A、反射棱镜B与平面反射镜，所述吸收模块A和所述吸收模块B分别设置在所述检测装置的上部与下部，用以吸收剩余巴条的反射光以及所述平面反射镜的反射光；所述反射棱镜A的底部固定在所述吸收模块A的下方且其尖端向下倾斜，所述反射棱镜B的底部固定在所述吸收模块B的上方且其尖端向上倾斜，所述反射棱镜A的尖端和所述反射棱镜B的尖端相靠近形成一间隙，用以选择被测巴条；所述平面反射镜固定在所述检测装置中所述间隙的中轴线处并且位于所述反射棱镜A和所述反射棱镜B后方，用以将被测巴条发射的光进行一级衰减。

2.如权利要求1所述的半导体激光阵列光学特性检测装置，其特征在于，半导体激光阵列包括多个带有快慢轴准直镜的被测巴条。

3.如权利要求2所述的半导体激光阵列光学特性检测装置，其特征在于，检测装置还包括柱面镜A、柱面镜B、衰减片与CCD相机，在所述间隙的中轴线上设置有微型导轨，所述微型导轨位于所述平面反射镜后方，所述柱面镜A、所述柱面镜B、所述CCD相机分别固定在所述微型导轨的滑块上，所述衰减片固定在所述微型导轨上并且位于所述CCD相机14之前；所述柱面镜对所述平面反射镜的透射光进行压缩，以符合所述CCD相机的测量范围，经过所述衰减片进行二次衰减，所述CCD相机对光斑信息进行记录。

4.如权利要求3所述的半导体激光阵列光学特性检测装置，其特征在于，所述检测装置固定在所述电控平移台上，由计算机控制上下移动，实现对不同巴条的测量。

5.如权利要求1-4任一所述的半导体激光阵列光学特性检测装置，其特征在于，所述平面反射镜上镀有高反膜层，所述吸收模块A和所述吸收模块B均为带有水冷系统的吸收模块。

6.如权利要求5所述的半导体激光阵列光学特性检测装置，其特征在于，所述计算机连接所述CCD相机进行图像实时采集并对光斑进行分析，并控制所述电控平移台的移动。