CN109765473A - 一种大功率激光器测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光器件测试技术领域，公开了一种大功率激光器测试系统及方法，系统包括测试PC、TEC控制电源、泵浦激光器、大功率驱动电流源、1×2光开关、光谱测试组件、光功率测试组件；通过1×2光开关的切换分别形成耦合测试环路与指标测试环路，通过测试PC的控制分别进行耦合测试和指标测试。本发明能够提高激光器测试效率，提高设备利用率，节约设备及人工成本，并具有良好的通用性。

Description

一种大功率激光器测试系统及方法

技术领域

本发明涉及光器件测试技术领域，尤其涉及一种大功率激光器测试系统及方法。

背景技术

在半导体激光器测试领域，激光器的耦合过程中测试是激光器测试的必备场景，而激光器的指标测试也是至关重要的一步步骤，常用的激光器耦合测试与指标测试是将测试设备分别按照耦合测试与指标测试的要求将测试设备串联连接在一起，形成两种测试系统。具体的，耦合测试系统中所有的测试设备通过光纤，设备连接线等连接成一个测试站；而指标测试系统使用另一套测试设备通过光纤，设备连接线等连接成一个测试站。例如将大功率激光器的输出端通过光纤连接到光功率计，就可以测试激光器的耦合测试与PIV测试；而将大功率激光器的输出端通过光纤连接到光谱仪，就可以测试激光器的光谱等。

在上述两种测试系统中，老的测试方法是依靠手工一步步调节各个测试设备参数然后手工记录，而各个测试设备未有机联接为整套系统，并且所连接测试设备需要经常进行不同测试场景的切换，存在容易出错、测试设备占用率不高、灵活性不佳的弊端。

发明内容

本申请实施例通过提供一种大功率激光器测试系统及方法，解决了现有技术中激光器耦合测试与指标测试使用两种独立的测试系统进行，没有有机联接为整套系统，导致测试场景的切换容易出错、测试设备占用率不高、灵活性不佳的问题。

本申请实施例提供一种大功率激光器测试系统,包括：测试PC、TEC控制电源、泵浦激光器、大功率驱动电流源、1×2光开关、光谱测试组件、光功率测试组件；

所述测试PC分别与所述TEC控制电源、所述大功率驱动电流源、所述1×2光开关、所述光谱测试组件、所述光功率测试组件连接，所述TEC控制电源与所述泵浦激光器连接，所述大功率驱动电流源与所述泵浦激光器连接，所述1×2光开关的输入端与所述泵浦激光器连接，所述1×2光开关的输出端分别与所述光功率测试组件、所述光谱测试组件连接。

优选的，所述大功率激光器测试系统还包括：数据库；所述数据库与所述测试PC连接。

优选的，所述光谱测试组件包括：光衰减器、光谱仪，所述光功率测试组件包括光功率计；所述1×2光开关的输出端分别与所述光功率计、所述光衰减器连接，所述光衰减器与所述光谱仪连接。

优选的，所述TEC控制电源设置温度范围为-45℃～85℃。

优选的，所述大功率驱动电流源设置输入电流范围为0～120A。

利用上述大功率激光器测试系统，本申请实施例提供一种大功率激光器测试方法，通过1×2光开关的切换分别形成耦合测试环路与指标测试环路，通过测试PC的控制分别进行耦合测试和指标测试。

优选的，所述耦合测试包括以下步骤：

S1:测试PC向TEC控制电源发送设置工作温度命令；

S2:等待工作温度稳定后，测试PC向大功率驱动电流源发送设置驱动电流命令；

S3:测试PC向1×2光开关发送切换至光功率测试组件光路命令；

S4:测试PC向光功率测试组件发送读取输入光功率命令；

S5:分别依序进行“点胶”、“胶固化”、“焊尾管”步骤后重复S1～S4；

S6:得到光功率值后由测试PC进行是否合格判断，获得测试结果。

优选的，所述指标测试包括以下步骤：

S1:测试PC向TEC控制电源发送设置工作温度命令；

S2:等待工作温度稳定后，测试PC向大功率驱动电流源发送设置驱动电流命令；

S3:测试PC向1×2光开关发送切换至光谱测试组件光路命令；

S4:测试PC向光谱测试组件发送读取输入光谱命令，获得测试结果，完成光谱测试；

S5:测试PC向1×2光开关发送切换至光功率测试组件光路命令；

S6:测试PC向大功率驱动电流源发送设置步进电流命令；

S7:测试PC向光功率测试组件发送读取光功率命令；

S8:重复步骤S6～S7直至完成最大设置电流测试，获得测试结果，完成PIV测试；

S9:重复步骤S1～S8完成低温-5℃、常温25℃、高温75℃高低温测试；

S10：测试PC进行指标运算并进行是否合格判断，获得测试结果。

优选的，将测试结果保存至数据库。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，TEC控制电源与泵浦激光器连接，通过TEC控制电源实现大功率激光器多个工作温度下的自动循环测试，实现泵浦激光器的高低温测试；并通过光开关切换激光器输出到光功率测试组件或光谱测试组件，形成耦合测试环路和指标测试环路，在测试PC的控制下实现激光器的耦合测试与指标测试。本发明使得激光器测试效率变高，提高了设备利用率，节约了设备及人工成本，并具有良好的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种大功率激光器测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种大功率激光器测试方法中耦合测试的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种大功率激光器测试方法中指标测试的流程图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实施例提供了一种大功率激光器测试系统，如图1所示，包括：测试PC、TEC控制电源、泵浦激光器、大功率驱动电流源、1×2光开关、光谱测试组件、光功率测试组件、数据库。

其中，所述测试PC分别与所述TEC控制电源、所述大功率驱动电流源、所述1×2光开关、所述光谱测试组件、所述光功率测试组件连接，所述TEC控制电源与所述泵浦激光器连接，所述大功率驱动电流源与所述泵浦激光器连接，所述1×2光开关的输入端与所述泵浦激光器连接，所述1×2光开关的输出端分别与所述光功率测试组件、所述光谱测试组件连接，所述数据库与所述测试PC连接。

即本发明为了提供一种效率高、适应性强、一站式解决的的大功率激光器测试系统及方法，采用的技术方案是：

一种大功率激光器测试系统，主要包括一个测试PC机、一个泵浦激光器、一台TEC控制电源、一台大功率驱动电流源、一个1×2光开关、一个光衰减器、一台光谱仪及一台光功率计。

其中，所述TEC控制电源连接所述泵浦激光器，用于控制泵浦激光器工作温度，并根据耦合测试流程与指标测试流程分别控制维持泵浦激光器工作温度。

所述大功率驱动电流源连接所述泵浦激光器，用于耦合测试与指标测试过程中给泵浦激光器加载相应驱动电流。

所述1×2光开关输入端连接所述泵浦激光器，用于接收泵浦激光器输出光，所述1×2光开关输出端分别连接所述光功率计与所述光衰减器，分别对应大功率激光器输出光直接功率测试与光谱测试。

所述光功率计连接所述光开关输出端，用于直接测试所述泵浦激光器输出光功率。

所述光衰减器输入端连接所述1×2光开关输出端，用于进行光谱测试中的输入光功率调整，所述光衰减器输出端连接所述光谱仪，用于进行大功率激光器输出光的光谱测试。

所述光谱仪连接所述光衰减器输出端，用于对大功率激光器输出光进行光谱特性测试。

所述测试PC连接所述各测试设备，并通过自动测试软件发送测试指令控制所述各测试设备进行测试，所述测试设备包括所述TEC控制电源、所述大功率驱动电流源、所述1×2光开关、所述光功率计、所述光谱仪。

其中，所述TEC控制电源可设置温度范围为-45℃～85℃，符合大功率激光器耦合测试与指标测试低温-5℃、常温25℃、高温75℃测试环境温度要求。

所述大功率驱动电流源可设置输入电流为0～120A，符合大功率激光器耦合测试与指标测试驱动电流0～2A要求。

所述光衰减器用于调整所述大功率激光器输出光功率，以匹配所述光谱仪额定测试功率值。

所述测试PC通过串口连接所述TEC控制电源，所述测试PC通过串口连接所述大功率驱动电流源，所述测试PC通过串口连接所述1×2光开关，所述测试PC通过USB接口连接所述光功率计，所述测试PC通过串口连接所述光谱仪。

所述测试PC运行耦合测试软件进行大功率激光器耦合测试过程；所述测试PC运行PIV曲线自动测试软件进行大功率激光器PIV曲线测试与光谱测试过程。

综上，本发明提供的一种大功率激光器测试系统，由测试PC连接各测试设备，并通过自动测试软件发送测试指令控制各测试设备进行测试，测试设备包括TEC控制电源、大功率驱动电流源、1×2光开关、光功率计、光谱仪。通过光开光的切换，在PC端相应程序控制下可以分别形成一个耦合测试测试环路与指标测试环路。

应用上述系统，本发明同时提供—种大功率激光器耦合测试方法，通过运行PC端耦合测试程序并切换光开关形成耦合测试环路，耦合测试的流程图如图2所示，具体包括以下步骤：

S1:测试PC向TEC控制电源发送设置工作温度命令；

S2:工作温度稳定后测试PC向大功率驱动电流源发送设置驱动电流命令；

S3:测试PC向1×2光开关发送切换光功率计光路命令；

S4:测试PC向光功率计发送读取输入光功率命令；

S5:分别依序进行“点胶”、“胶固化”、“焊尾管”步骤后重复S1～S4；

S6:得到四个步骤的光功率值后进行是否合格判断并保存至数据库。

应用上述系统，本发明同时提供—种大功率激光器指标测试方法，通过运行PC端指标测试程序并切换光开关形成指标测试环路，指标测试的流程图如图3所示，具体包括以下步骤：

S1:测试PC向TEC控制电源发送设置工作温度命令；

S2:工作温度稳定后测试PC向大功率驱动电流源发送设置驱动电流命令；

S3:测试PC向1×2光开关发送切换衰减器光路命令；

S4:测试PC向光谱仪发送读取输入光谱命令，并保存测试结果至数据库完成光谱测试；

S5:测试PC向1×2光开关发送切换光功率计光路命令；

S6:测试PC向大功率驱动电流源发送设置步进电流命令；

S7:测试PC向光功率计发送读取光功率命令；

S8:重复步骤S6～S7直至完成最大设置电流测试，并保存测试结果至数据库完成PIV测试；

S9:重复步骤S1～S8完成低温-5℃、常温25℃、高温75℃高低温测试；

S10：测试PC进行指标运算并进行是否合格判断，并保存测试结果至数据库。

本发明涉及的上述两个测试(耦合测试和指标测试)流程中都须加入一定延时，包括TEC设置温度后等待温度稳定延时和设置大功率电流源输出电流后等待加电稳定延时。

指标测试中的PIV曲线测试分为两个部分得到最终数据：第一部分通过设置大功率驱动电流源后进行电流步进扫描，可得到包括加载电流、电压、功率、一阶导数、二阶导数等原始数据，并可形成PIV曲线作图；第二部分综合三次高低温测试的原始数据，通过相应算法对原始数据运算后得到最终指标结果，并形成表格显示。需要说明的是，可采用现有技术中的算法进行运算。

指标测试中的光谱测试指标包括CW(中心波长)、WB(带宽)、SMSR；PIV测试指标包括最大电流、阈值电流、阈值电压、Kink电流、Kink功率、tracking error低温、trackingerror高温等PIV电流间隔、合格Kink功率、合格电压、合格阈值电流、合格trackingerror低温、合格trackingerror高温等。

测试合格标准写入初始化配置INI文件中，合格标准包括驱动电流、PIV测试最大电流、电流间隔、合格Kink功率、合格电压、合格阈值电流、合格trackingerror低温、合格trackingerror高温等。INI文件在程序初始化时载入，并可根据不同器件类型等需求进行灵活修改。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实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精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种大功率激光器测试系统，其特征在于，包括：测试PC、TEC控制电源、泵浦激光器、大功率驱动电流源、1×2光开关、光谱测试组件、光功率测试组件；

所述测试PC分别与所述TEC控制电源、所述大功率驱动电流源、所述1×2光开关、所述光谱测试组件、所述光功率测试组件连接，所述TEC控制电源与所述泵浦激光器连接，所述大功率驱动电流源与所述泵浦激光器连接，所述1×2光开关的输入端与所述泵浦激光器连接，所述1×2光开关的输出端分别与所述光功率测试组件、所述光谱测试组件连接。

2.根据权利要求1所述的大功率激光器测试系统，其特征在于，还包括：数据库；所述数据库与所述测试PC连接。

3.根据权利要求1所述的大功率激光器测试系统，其特征在于，所述光谱测试组件包括：光衰减器、光谱仪，所述光功率测试组件包括光功率计；所述1×2光开关的输出端分别与所述光功率计、所述光衰减器连接，所述光衰减器与所述光谱仪连接。

4.根据权利要求1所述的大功率激光器测试系统，其特征在于，所述TEC控制电源设置温度范围为-45℃～85℃。

5.根据权利要求1所述的大功率激光器测试系统，其特征在于，所述大功率驱动电流源设置输入电流范围为0～120A。

6.一种采用权利要求1-5中任一所述的大功率激光器测试系统的测试方法，其特征在于，通过1×2光开关的切换分别形成耦合测试环路与指标测试环路，通过测试PC的控制分别进行耦合测试和指标测试。

7.根据权利要求6所述的大功率激光器测试方法，其特征在于，所述耦合测试包括以下步骤：

S1:测试PC向TEC控制电源发送设置工作温度命令；

S2:等待工作温度稳定后，测试PC向大功率驱动电流源发送设置驱动电流命令；

S3:测试PC向1×2光开关发送切换至光功率测试组件光路命令；

S4:测试PC向光功率测试组件发送读取输入光功率命令；

S5:分别依序进行“点胶”、“胶固化”、“焊尾管”步骤后重复S1～S4；

S6:得到光功率值后由测试PC进行是否合格判断，获得测试结果。

8.根据权利要求6所述的大功率激光器测试方法，其特征在于，所述指标测试包括以下步骤：

S1:测试PC向TEC控制电源发送设置工作温度命令；

S2:等待工作温度稳定后，测试PC向大功率驱动电流源发送设置驱动电流命令；

S3:测试PC向1×2光开关发送切换至光谱测试组件光路命令；

S4:测试PC向光谱测试组件发送读取输入光谱命令，获得测试结果，完成光谱测试；

S5:测试PC向1×2光开关发送切换至光功率测试组件光路命令；

S6:测试PC向大功率驱动电流源发送设置步进电流命令；

S7:测试PC向光功率测试组件发送读取光功率命令；

S8:重复步骤S6～S7直至完成最大设置电流测试，获得测试结果，完成PIV测试；

S9:重复步骤S1～S8完成低温-5℃、常温25℃、高温75℃高低温测试；

S10：测试PC进行指标运算并进行是否合格判断，获得测试结果。

9.根据权利要求7或8所述的大功率激光器测试方法，其特征在于，将测试结果保存至数据库。