CN109888610A - 多工位半导体激光器可靠性测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工位半导体激光器可靠性测试系统，其中电源控制模块与激光电源连接，用于将激光电源的输出分多路并对应提供给每个激光器；电参数采集板与电源控制模块连接，用于采集电源控制模块的多路输出的电参数，作为对应激光器的电参数传送到工控机；温度控制模块用于控制激光器的温度；温度探测器用于检测激光器的温度并将温度数据传送到工控机；光探测模块用于接收激光器发射过来的光，采集激光器的功率数据，并将采集到的功率数据传送到工控机；工控机接收电参数、温度数据和功率数据，对激光器的可靠性进行监控。本发明适合于多工位小功率激光器的自动测试，可靠性高。

Description

多工位半导体激光器可靠性测试系统

技术领域

本发明涉及激光器可靠性测试技术领域，尤其涉及一种多工位半导体激光器可靠性测试系统。

背景技术

半导体激光器已广泛应用于各种工业领域，可靠性和寿命是其最重要的指标。目前市场上已有的半导体激光器可靠性测试系统大部分用于高功率激光器，通过将测试所用的各个独立的子系统组合起来进行监控，这种监控以人工监控为主，操作不方便，无法实现自动监控，不能实现多工位产品的自动测试。对于1～2w以下的小功率半导体激光器而言，激光器数量大，并且激光器可靠性试验时间比较长，人工监控更为困难，所以急需建立一套激光器可靠性的自动测试系统来实现对产品的实时监控和分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种多工位半导体激光器可靠性测试系统，实现对多工位小功率激光器的一体化自动化可靠性测试。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多工位半导体激光器可靠性测试系统，包括：工控机、温度控制模块、温度探测器、激光电源、电源控制模块、电参数采集板和光探测模块，所述电源控制模块与所述激光电源连接，用于将所述激光电源的输出分多路并对应提供给每个激光器；所述电参数采集板与所述电源控制模块连接，用于采集所述电源控制模块的多路输出的电参数，作为对应激光器的电参数传送到所述工控机；所述温度控制模块用于控制所述激光器的温度；所述温度探测器用于检测所述激光器的温度并将温度数据传送到所述工控机；所述光探测模块用于接收所述激光器发射过来的光，采集所述激光器的功率数据，并将采集到的功率数据传送到所述工控机；所述工控机接收来自所述电参数采集板的电参数、来自所述温度探测器的温度数据和来自所述光探测模块的功率数据，对所述激光器的可靠性进行监控。

优选地，所述多工位半导体激光器可靠性测试系统还包括测试箱，所述温度控制模块、温度探测器、激光电源、电源控制模块、电参数采集板和光探测模块设置于所述测试箱。

优选地，所述多工位半导体激光器可靠性测试系统还包括测试箱还包括激光器夹具板，所述激光器通过夹具固定在所述激光器夹具板上。

优选地，所述温度控制模块包括发热管，所述发热管安装于所述激光器夹具板，用于加热所述激光器夹具板。

优选地，所述激光器夹具板包括上夹具板和下夹具板，所述发热管设置在所述上夹具板和下夹具板之间。

优选地，所述温度控制模块还包括温度控制器，所述温度控制器根据所述温度探测器检测的温度，控制所述发热管的加热温度。

优选地，所述电源控制模块的每一路输出的电路包括开关、与所述开关连接的恒流源和与所述恒流源连接的电阻。

优选地，所述光探测模块包括光探测器和光电功率采集板，所述光探测器用于接收激光，所述光电功率采集板用于采集激光的功率数据。

优选地，所述光电功率采集板上设置有制冷片，所述光探测器设置于所述制冷片上。

优选地，所述电参数采集板上设置有高速保护电路，所述高速保护电路包括瞬态尖峰或浪涌保护电路、短路保护电路、断路保护电路、过压保护电路、低压保护电路。

本发明的多工位半导体激光器可靠性测试系统适合于多工位小功率激光器的自动测试，通过将所有的子系统集成在一起，通过工控机控制，提高了系统的可靠性。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的构成示意图；

图2为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的测试箱的立体图；

图3为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的激光器夹具板的示意图；

图4为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的电源控制模块的原理框图；

图5为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的电源控制模块的电路连接示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

图1为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的构成示意图。如图1所示，本发明实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统包括：工控机、温度控制模块、温度探测器、激光电源、电源控制模块、电参数采集板和光探测模块，电源控制模块与激光电源连接，用于将激光电源的输出分配到每个激光器，电参数采集板与所述电源控制模块连接，实时采集所述电源控制模块的输出的电参数，将其视为激光器的电参数传送到工控机；光探测模块接收激光器发射过来的光，实时采集所述激光器的功率数据，并将采集到的功率数据传送到工控机；温度探测器与激光器连接，用于检测所述激光器的温度并将温度数据传送到工控机，温度控制模块控制激光器的温度；工控机接收来自电参数采集板的电参数、来自光探测模块的功率数据和来自温度探测器的温度数据，对激光器的可靠性进行监控。

优选地，本发明实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统形成为测试箱，便于移动，方便测试。图2为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的测试箱的立体图。

如图2所示，测试箱由箱盖10和箱体20构成，箱盖10通过支架21开合，箱盖10内设置有多工位半导体激光器可靠性测试系统的光探测模块，包括衰减片22和设置于衰减片22里面的光电功率采集板23。支架21可以是气动弹簧支架。优选地，光探测模块还包括进行光电转换的光电转换板。

多工位的小功率半导体激光器24通过激光器夹具板25设置于箱体20内，激光器24向上发光打到箱盖上的衰减片22，然后通过光电功率采集板23将采集到的功率数据传到工控机。优选地，光电功率采集板23上设置有光探测器，由于光探测器对温度很敏感，可以通过衰减片22或者通过设置隔热风扇带走热量，或者可以在光电功率采集板23上设置制冷片，将光探测器设置于其上，或者可以将这些手段相结合保证电路板的温度稳定可控。

在本实施方式中，多工位半导体激光器可靠性测试系统的温度控制模块和电源控制模块均设置于测试箱的箱体20内。温度控制模块用于控制小功率激光器的温度。通常，多工位的小功率半导体激光器通过专用夹具放置在高温箱中，并通电进行老化筛选试验。在本实施方式中，如图2所示，小功率激光器24通过夹具固定在激光器夹具板25上。温度控制模块包括发热管(在后文针对图3的说明中详述)，发热管安装在激光器夹具板25上，用于加热激光器夹具板25，从而对小功率激光器24进行加热，实现激光器高温寿命考核。温度控制模块还包括温度控制器27，所述温度控制器27根据温度探测器(在后文针对图3的说明中详述)检测的温度，控制所述发热管的加热温度。

电源控制模块可以集成为电源控制分配板(未图示)，电源控制分配板与激光电源连接，用于将所述激光电源的输出分配到每个激光器。电参数采集板26实时采集小功率激光器24的电参数，并将采集到的电参数传送到工控机。

图3为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的激光器夹具板的示意图。

如图3所示，激光器夹具板26包括上夹具板33和下夹具板32，上下夹具板例如通过螺钉等连接。小功率激光器24通过引脚夹具31固定于激光器夹具板26上。发热管34放置于上下夹具板之间，用于对激光器夹具板26进行加热，从而对激光器24进行加热。在上夹具板33上设置有温度探测器35，用于检测所述激光器24的温度并将温度数据传送到工控机。

图4为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的电源控制模块的原理框图。如图所示，电源控制模块与激光电源连接，用于将所述激光电源的输出分配到每个激光器。在本实施方式中，工控机控制所述电源控制模块为每个工位的小功率激光器独立供电，保证激光器的长时间工作，然后电参数采集板26采集激光器的电参数(电压、电流、功率等)发送给工控机，当工控机发现数据有异常，则切断相应的激光器的电源。因为激光器工位很多，电源控制模块将激光电源输出分配到每个激光器上，实现每个激光器的独立电路控制。每个激光器连接有一个继电器开关，工控机通过软件可对每个激光器进行独立控制。

图5为本发明一种实施方式的多工位半导体激光器可靠性测试系统的电源控制模块进行30路输出控制的示意图。

多工位半导体激光器可靠性测试过程中，激光电源通过电源控制模块为每通道(每个工位)的小功率激光器提供独立的高精度的恒定电流，图5示出电源控制模块提供30个通道(30路)恒流输出的情况。如图5所示，在作为电源控制模块的一种实施方式的电源控制分配板上设置30个通道的独立输出控制电路，每个通道电路包括开关、恒流源和电阻，开关在数据处理CPU的控制下开闭，实现各通道电流输出的独立控制，恒流源用于提供高精度的恒定电流，在数据处理CPU的控制下，由数模转换器DAC对其进行同步电流控制，电阻采用高精度、低温度系数的精密电阻，可使每路电流精度达到万分之一，很好地保证了所有器件的一致性。

优选地，测试箱上还设置有箱门感应传感器，用于检测测试箱是否关闭，如果没有关闭，则向上述数据处理CPU发出信号，从而电源控制模块断开电路。即，只有在测试箱合上时才能工作，避免激光对人造成危险。箱门感应传感器可采用霍尔传感器。

在图5中，作为例子示出了30通道的电源输出，输出通道的数量可根据实际需要来确定。30通道的电源输出连接30路激光器，从而将激光电源输出分配到每个激光器上，由光探测模块对其光功率进行检测。

作为本发明的一个实施方式，图1中示出电参数采集板与电源控制模块连接的情况，即，电参数采集板与图5中的电源控制分配板连接，从多通道输出采集电参数，作为对应的激光器电参数。作为另一种实施方式，电参数采集板也可以与多工位半导体激光器连接，直接采集其电压、电流等电参数。

另外，优选地，电参数采集板上还可以设置高速保护电路，对其设置上限阈值，对采集到的电参数进行比较，如果超过上限阈值，则关闭对应通道的电源进行保护，从而保障多个试验工位的器件在试验过程中能够不受其它器件退化或失效的影响及试验过程中可能出现的过电影响。所述上限阈值可以根据实际需要进行设置。

保护电路主要包括瞬态尖峰或浪涌保护电路、短路保护电路、断路保护电路、过压保护电路、低压保护电路等，当监测到激光器处于非正常工作状态时关断电路输出并向工控机发出异常信号。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，包括：

工控机、温度控制模块、温度探测器、激光电源、电源控制模块、电参数采集板和光探测模块，

所述电源控制模块与所述激光电源连接，用于将所述激光电源的输出分多路并对应提供给每个激光器；

所述电参数采集板与所述电源控制模块连接，用于采集所述电源控制模块的多路输出的电参数，作为对应激光器的电参数传送到所述工控机；

所述温度控制模块用于控制所述激光器的温度；

所述温度探测器用于检测所述激光器的温度并将温度数据传送到所述工控机；

所述光探测模块用于接收所述激光器发射过来的光，采集所述激光器的功率数据，并将采集到的功率数据传送到所述工控机；

所述工控机接收来自所述电参数采集板的电参数、来自所述温度探测器的温度数据和来自所述光探测模块的功率数据，对所述激光器的可靠性进行监控。

2.根据权利要求1所述的多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，还包括测试箱，所述温度控制模块、温度探测器、激光电源、电源控制模块、电参数采集板和光探测模块设置于所述测试箱。

3.根据权利要求1或2所述的多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，还包括激光器夹具板，所述激光器通过夹具固定在所述激光器夹具板上。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，所述温度控制模块包括发热管，所述发热管安装于所述激光器夹具板，用于加热所述激光器夹具板。

5.根据权利要求4所述的多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，所述激光器夹具板包括上夹具板和下夹具板，所述发热管设置在所述上夹具板和下夹具板之间。

6.根据权利要求4或5所述的多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，所述温度控制模块还包括温度控制器，所述温度控制器根据所述温度探测器检测的温度，控制所述发热管的加热温度。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，所述电源控制模块的每一路输出的电路包括开关、与所述开关连接的恒流源和与所述恒流源连接的电阻。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，所述光探测模块包括光探测器和光电功率采集板，所述光探测器用于接收激光，所述光电功率采集板用于采集激光的功率数据。

9.根据权利要求8所述的多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，所述光电功率采集板上设置有制冷片，所述光探测器设置于所述制冷片上。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的多工位半导体激光器可靠性测试系统，其特征在于，所述电参数采集板上设置有高速保护电路，所述高速保护电路包括瞬态尖峰或浪涌保护电路、短路保护电路、断路保护电路、过压保护电路、低压保护电路。