CN106441579A - 一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置，该方案包括有激光器、第一夹缝光阑、第二夹缝光阑、第一球透镜、第二球透镜、分光镜、闪耀光栅、探测器和吸收池；激光器发出的激光光束依次经过两个一组的夹缝光阑、球透镜后射入分光镜，投射过分光镜的激光光束延X轴传播至闪耀光栅，由分光镜反射的激光光束沿负Y轴方向传播至吸收池；闪耀光栅的衍射光线沿光路返回分光镜后经过分光镜反射，沿Y轴方向传播经过第二球透镜后传播至探测器。该方案实现了半导体激光器阵列的衍射光谱空间成像；同时通过对衍射光束的180°转折，以及分光镜的反射缩短了光路，具有成像装置空间紧凑，成像系统装调简单易行等优点。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种半导体激光器技术应用领域，尤其是一种半导体激光器阵列的光谱成像装置。
背景技术
由于半导体激光器具有电光转换效率高、可靠性好、小型化等优点，在直接应用和激光泵浦源等方面得到广泛应用，特别是作为固体激光器和光纤激光器的泵浦源，推动了全固态激光器的快速发展。高光束质量、高亮度、高功率的半导体激光器泵浦源是光纤激光器和固体激光器实现高功率、高效率输出的重要基础条件。
半导体激光器芯片封装工艺作为激光器制作的重要工艺，是高功率半导体激光器应用的重要限制因素，其质量严重影响半导体激光器的输出特性，如器件的功率、波长、和偏振特性，同时影响半导体激光器的可靠性和寿命。光谱特性作为半导体激光器的重要参数，研究其行为可以很好的了解半导体激光器的相关指标。
如将该成像装置应用于半导体激光器封装应力研究。目前，关于封装引起应变的测量方法有微光电流谱、光电流谱、微曲拉曼谱法等，这些方法的难点是需要精密昂贵的测量设备，对测试技术也有较高的要求。本发明的空间衍射光谱成像装置基于电致发光（EL）原理可研究半导体激光器上每一个发光单元的光谱及其线形。由于一个标准10mm宽的高功率半导体激光器由数十个单管激光器并联而成，每个激光单元受到的应力不同，量子阱区的应变也会不同，激射出的激光光谱也略有差异，通过建立光谱漂移与应力的关系，即可得到每个发光单元的应力值。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置的技术方案，该方案对半导体激光器衍射光谱进行成像后，将半导体激光器不同发光单元的光谱波长的细微差异直观的体现在Z轴方向上，具有成像装置光路紧凑，装调简单易行等特点。
本方案是通过如下技术措施来实现的：
一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置，包括有激光器、第一夹缝光阑、第二夹缝光阑、第一球透镜、第二球透镜、分光镜、闪耀光栅、探测器和吸收池；激光器发出的激光光束依次经过两个一组的夹缝光阑、球透镜后射入分光镜，投射过分光镜的激光光束延X轴传播至闪耀光栅，由分光镜反射的激光光束沿负Y轴方向传播至吸收池；闪耀光栅的衍射光线沿光路返回分光镜后经过分光镜反射，沿Y轴方向传播经过第二球透镜后传播至探测器。
作为本方案的优选：分光镜与X轴方向的夹角为135°。
作为本方案的优选：第一夹缝光阑和第二夹缝光阑的夹缝高度与第一球透镜的轴向一致；第一夹缝光阑对激光光谱起能量衰减作用；第二夹缝光阑对激光光谱起到抑制像差的作用。
作为本方案的优选：激光器光谱中心波长为λ；所述闪耀光栅的闪耀角为ω,刻线密度为n；闪耀光栅满足Littrow条件2 QUOTE =knλ10-6，中心波长λ的入射光和衍射光处于自准直状态，衍射光线沿入射光线同一路径返回。
作为本方案的优选：第一球透镜与第二球透镜起到对激光光束汇聚作用。
作为本方案的优选：探测器放置在第二球透镜的正焦距处。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中基于光学汇聚、透射、衍射、反射等原理，实现了半导体激光器阵列的衍射光谱空间成像；同时通过对衍射光束的180°转折，以及分光镜的反射缩短了光路，具有成像装置空间紧凑，成像系统装调简单易行等优点。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1为激光器，2为激光光束，3为第一狭缝光阑，4为第一球透镜，5为分光镜，6为闪耀光栅，7为探测器，8为吸收池，9为第二夹缝光栅，10为第二球透镜。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。
本方案的实施例为：
半导体激光器阵列光源包含19-64个发光点，每个发光区的尺寸约为1μm×100μm，相邻发光区的间距为150-500μm，中心波长为800-1000nm。
选取焦距为300mm的第一球透镜，将半导体激光器光源置于背焦点处，同时按图1所示，在距离光源5-20mm处放置第一狭缝光阑，在快轴方向对激光光束进行一定遮挡，衰减激光强度，在距离光源250-290mm处放置第二狭缝光阑，达到减小像差提高空间分辨率的作用。
如图1所示，在光束前进方向距离第一球透镜为50-100mm处放置透射反射比为5/5的分光镜，让其中一部分激光沿负Y轴方向反射，剩余的激光透过分光镜继续传播。
如图1所示，在沿光束方向距离分光镜20-100mm处 放置刻度为1800/mm的闪耀光栅，利特罗角为46°-64°。经闪耀光栅沿原路径返回的衍射光再经分光镜反射的光沿正Y轴方向。
如图1所示，在距离分光镜50-100mm 处摆放焦距为150mm的第二球透镜，对光束起汇聚作用，同时在透镜2的焦点处摆放CCD探测装置，对半导体激光器阵列的衍射光谱进行成像。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置，其特征是：包括有激光器、第一夹缝光阑、第二夹缝光阑、第一球透镜、第二球透镜、分光镜、闪耀光栅、探测器和吸收池；所述激光器发出的激光光束依次经过两个一组的夹缝光阑、球透镜后射入分光镜，投射过分光镜的激光光束延X轴传播至闪耀光栅，由分光镜反射的激光光束沿负Y轴方向传播至吸收池；所述闪耀光栅的衍射光线沿光路返回分光镜后经过分光镜反射，沿Y轴方向传播经过第二球透镜后传播至探测器。
2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置，其特征是：所述分光镜与X轴方向的夹角为135°。
3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置，其特征是：所述第一夹缝光阑和第二夹缝光阑的夹缝高度与第一球透镜的轴向一致；所述第一夹缝光阑对激光光谱起能量衰减作用；所述第二夹缝光阑对激光光谱起到抑制像差的作用。
4. 根据权利要求1所述的一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置，其特征是：所述激光器光谱中心波长为λ；所述闪耀光栅的闪耀角为ω,刻线密度为n；所述闪耀光栅满足Littrow条件2=knλ10-6，中心波长λ的入射光和衍射光处于自准直状态，衍射光线沿入射光线同一路径返回。
5.根据权利要求1所述的一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置，其特征是：所述第一球透镜与第二球透镜起到对激光光束汇聚作用。
6.根据权利要求1所述的一种半导体激光器阵列的空间衍射光谱成像装置，其特征是：所述探测器放置在第二球透镜的正焦距处。
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