CN109375088A - 分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法 - Google Patents

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张振峰
杨国良
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Abstract

本发明公开分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法，包括以下步骤：连续施加脉冲电流Ii；脉冲电流0＜Ii≤100mA；施加脉冲电流Ii的时间间隔5‑20μs，脉冲电流Ii占空比为50％；施加脉冲电流时，采集分布反馈半导体激光器芯片在各个脉冲电流Ii的光功率，记录每个脉冲电流Ii下的光功率P；根据光功率P记录分布反馈半导体激光器芯片的发光电流阈值Ith；将脉冲电流Ii时间间隔设置为5‑20μs，选择测量误差最小作为脉冲电流Ii的时间间隔标准值，用于每次测试所施加脉冲电流Ii时间间隔。本发明在持续脉冲供电过程中，通过在分布反馈半导体激光器芯片施加低电平的间隙使得分布反馈半导体激光器芯片散热，有效降低了温度升高给测试结果带来的影响。

Description

分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法
技术领域
本发明涉及半导体激光器技术领域，具体的说是涉及分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法。
背景技术
随着半导体激光器相关技术的飞速发展，其输出功率越来越大，也因半导体激光器输出功率大同时具有体积小、重量轻、电光转换效率高、波长范围广、可靠性高和寿命长等优点，已经成为光电行业中最有发展前途的领域，可广泛应用于通信、计算机(主要是数据存储和输入输出设备)、影视、制造业、航天、航空、材料处理、医疗、娱乐、科研、安全防护、军事、反恐、工艺品、显示和印刷等行业。
半导体激光二极管在长距离应用时，分布反馈半导体激光器(DFB-LD)，作为载波光源是高速长距离通信系统中必不可少的器件，而DFB-LD在未加调制和调制下激射的光谱会发生变化，这主要是由于芯片设计、解理一致性、镀膜一致性、增益特点、高电流下的空间烧孔等引起的。这种变化会导致实际应用时的产品指标发生变化。
分布反馈半导体激光器的测试参数涉及到功率、波长、阈值等参数，在分布反馈半导体激光器参数测试过程中，需要给分布反馈半导体激光器施加由小变大的电流，当施加的电流达到分布反馈半导体激光器发光阈值时，分布反馈半导体激光器发光，发光伴随着半导体本身发热，在施加电流的过程中分布反馈半导体激光器本身的温度随着施加电流的时间而升高，由于波长对温升的敏感，温度升高波长产生漂移，发光阈值也发生变化，因此各种参数测量也会伴随着温度的升高而出现测量偏差。由于分布反馈半导体激光器芯片在供电发光的时候，会瞬间产生温度大幅度升高。同时，分布反馈半导体激光器芯片的各项关键参数，包括：功率、波长、阈值，对温度变化非常敏感，少量的温度变化会导致各关键参数的大幅度变化，从而影响最终的测试结果。
目前，尚未有较好的方法解决分布反馈半导体激光器芯片测试过程中温升对测量结果影响的方法。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明提供的分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法，包括以下步骤：
(1)向分布反馈半导体激光器芯片连续施加脉冲电流Ii；
(2)施加脉冲电流0＜Ii≤100mA；
(3)施加脉冲电流Ii的时间间隔是5-20μs，脉冲电流Ii的占空比为50％；
(4)每次施加脉冲电流时，采集分布反馈半导体激光器芯片在各个脉冲电流Ii的光功率，记录每个脉冲电流Ii下的光功率P；
(5)根据光功率P记录分布反馈半导体激光器芯片的发光电流的阈值Ith；
(6)将脉冲电流Ii的时间间隔设置为5-20μs，将该范围内的时间间隔测试的发光电流的阈值Ith与标准发光电流的阈值相比较，选择测量误差最小作为脉冲电流Ii的时间间隔标准值，用于每次的分布反馈半导体激光器芯片测试施加脉冲电流Ii时间间隔。
在上述技术方案中，脉冲电流Ii的时间间隔是5-10μs。
在上述技术方案中，采集半导体激光器发光单元的光功率P是通过发光单元放大元件和光收集器实现，发光单元放大元件为透镜系统，光收集器为光纤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明涉及的方法，分布反馈半导体激光器芯片测试过程中，通过在多个极短的脉冲电流反复供电的方式，实现从0mA到100mA范围内光功率的测试，分布反馈半导体激光器芯片连续施加脉冲电流Ii；测试过程中，间断式给分布反馈半导体激光器芯片供电，在脉冲高电平的阶段分布反馈半导体激光器芯片得电，测试取得各项参数，在脉冲低电平阶段，分布反馈半导体激光器芯片不得电，可将高电平阶段的热量散去，在持续脉冲供电过程中，通过在分布反馈半导体激光器芯片施加低电平的间隙使得分布反馈半导体激光器芯片散热，有效降低了温度升高给测试结果带来的影响。
附图说明
图1为本发明分布反馈半导体激光器芯片光功率测试方法的一种应用实施例图；
图中：1、光谱仪；2、光收集器；3、发光单元放大单元；4、分布反馈半导体激光器芯片；5、测试台；6、脉冲电源；7、工控机。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。
本发明提供的分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法，包括以下步骤：
(1)向分布反馈半导体激光器芯片连续施加脉冲电流Ii；
(2)施加脉冲电流0＜Ii≤100mA；
(3)施加脉冲电流Ii的时间间隔是5-20μs，脉冲电流Ii的占空比为50％；
(4)每次施加脉冲电流时，采集分布反馈半导体激光器芯片在各个脉冲电流Ii的光功率，记录每个脉冲电流Ii下的光功率P；
(5)根据光功率P记录分布反馈半导体激光器芯片的发光电流的阈值Ith；
(6)将脉冲电流Ii的时间间隔设置为5-20μs，将该范围内的时间间隔测试的发光电流的阈值Ith与标准发光电流的阈值相比较，选择测量误差最小作为脉冲电流Ii的时间间隔标准值，用于每次的分布反馈半导体激光器芯片测试施加脉冲电流Ii时间间隔。
其中，优选的，脉冲电流Ii的时间间隔是5-10μs；采集半导体激光器发光单元的光功率P是通过发光单元放大元件和光收集器实现，发光单元放大元件为透镜系统，光收集器为光纤。
如图1所示，本发明还提供了分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响的装置，包含脉冲电源6、工控机7、光谱仪1、发光单元放大元件3、光收集器2，脉冲电源6用于对放置在测试台5上的分布反馈半导体激光器芯片4提供脉冲电流Ii；工控机7用于调节脉冲电源6的供电电流，提供的脉冲电流从0-100mA由小变大，施加脉冲电流Ii的时间间隔是5-20μs，脉冲电流Ii的占空比为50％；所述发光单元放大元件3、光收集器2设置在光谱仪的激光出射方向，光收集器2连接至光谱仪1。其中，所述工控机7包括数字源表；分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响的装置设置安装在恒温恒湿的环境，环境温度为24±2℃，湿度为55±15％RH。
本发明的分布反馈半导体激光器芯片测试过程中，通过在多个极短的脉冲电流反复供电的方式，实现从0mA到100mA范围内光功率的测试，分布反馈半导体激光器芯片连续施加脉冲电流Ii；测试过程中，间断式给分布反馈半导体激光器芯片供电，在脉冲高电平的阶段分布反馈半导体激光器芯片得电，测试取得各项参数，在脉冲低电平阶段，分布反馈半导体激光器芯片不得电，可将高电平阶段的热量散去，在持续脉冲供电过程中，通过在分布反馈半导体激光器芯片施加低电平的间隙使得分布反馈半导体激光器芯片散热，有效降低了温度升高给测试结果带来的影响。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (3)

1.分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向分布反馈半导体激光器芯片连续施加脉冲电流Ii；
(2)施加脉冲电流0＜Ii≤100mA；
(3)施加脉冲电流Ii的时间间隔是5-20μs，脉冲电流Ii的占空比为50％；
(4)每次施加脉冲电流时，采集分布反馈半导体激光器芯片在各个脉冲电流Ii的光功率，记录每个脉冲电流Ii下的光功率P；
(5)根据光功率P记录分布反馈半导体激光器芯片的发光电流的阈值Ith；
(6)将脉冲电流Ii的时间间隔设置为5-20μs，将该范围内的时间间隔测试的发光电流的阈值Ith与标准发光电流的阈值相比较，选择测量误差最小作为脉冲电流Ii的时间间隔标准值，用于每次的分布反馈半导体激光器芯片测试施加脉冲电流Ii时间间隔。
2.根据权利要求1所述的分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法，其特征在于，脉冲电流Ii的时间间隔是5-10μs。
3.根据权利要求1所述的分布反馈半导体激光器芯片测试过程中降低温升影响方法，其特征在于，采集半导体激光器发光单元的光功率P是通过发光单元放大元件和光收集器实现，发光单元放大元件为透镜系统，光收集器为光纤。
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