CN111273150B

CN111273150B - 激光二极管像散的测量系统及测量方法

Info

Publication number: CN111273150B
Application number: CN202010116114.8A
Authority: CN
Inventors: 罗先萍; 林建东; 任玉松; 李安; 李军建
Original assignee: Whst Co Ltd
Current assignee: Whst Co Ltd
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2040-02-25
Also published as: CN111273150A

Abstract

本发明适用于半导体技术领域，提供了一种激光二极管像散的测量系统及测量方法，系统包括激光二极管、透镜、分束棱镜、光功率计、相机、横缝光阑和竖缝光阑；激光二极管发射激光光束通过透镜传输至分束棱镜；分束棱镜对部分出射光束进行透射形成透射光束，对部分出射光束进行反射形成反射光束；相机实时监控反射光束的光斑形态；横缝光阑安装在光功率计上；根据光功率计实时测量的功率确定光功率计的位置；竖缝光阑替换横缝光阑；将激光二极管从初始位置向前移动至目标位置，激光二极管位于目标位置时，光功率计在激光二极管向前移动的过程中测量的功率最大；初始位置与目标位置之间的距离为激光二极管的像散值。本发明能提高像散测量的准确性。

Description

激光二极管像散的测量系统及测量方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种激光二极管像散的测量系统及测量方法。

背景技术

半导体激光器又称为激光二极管(Laser Diode，LD)，是指以半导体晶体作为工作物质、以电流注入作为激励方式，让半导体材料受激辐射发光的一种激光器。由于其具有电-光转换效率高、体积小、寿命长、可靠性高、重量轻、波长覆盖范围大以及成本低等许多优点，而逐渐发展成为当今最重要的激光器之一。

由于非对称波导影响，半导体激光器输出的光束在垂直于结平面方向(快轴)和平行于结平面方向(慢轴)出现较大的区别：两个方向有较大的且不对称的发散角；两个方向的束腰不在同一位置上，即存在固有像散；一个发射单元在快轴方向的源尺寸很小(约为lμm)，而在慢轴方向的源尺寸很大(约数百μm)。半导体激光器输出的光束必须要经过整形才可以实际应用，因此，确定一个简单又准确地测量LD像散的方法是非常重要的。

目前，测量激光二极管的像散的方法通过是将准直后的LD聚焦在光功率计上，移动光功率计来判断束腰位置。但是，这种方法判断束腰位置是不准确的，导致激光二极管的像散的测量结果不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种激光二极管像散的测量系统及测量方法，以解决现有技术中激光二极管的像散的测量结果不准确的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种激光二极管像散的测量系统，包括激光二极管、透镜、分束棱镜、光功率计、相机、横缝光阑和竖缝光阑；

所述激光二极管，作为光源和被测试物，发射激光光束至所述透镜；所述透镜对所述激光光束进行准直或聚焦，形成不同角度的出射光束至所述分束棱镜；所述分束棱镜对部分出射光束进行透射形成透射光束，对部分出射光束进行反射形成反射光束；所述相机实时监控所述反射光束的光斑形态；所述横缝光阑安装在所述光功率计上，随所述光功率计上下移动；根据所述光功率计实时测量的所述透射光束的功率确定所述光功率计的位置；在确定所述光功率计的位置之后，所述竖缝光阑替换所述横缝光阑，安装在所述光功率计上；将所述激光二极管从初始位置向前移动至目标位置，所述激光二极管位于所述目标位置时，所述光功率计在所述激光二极管向前移动的过程中测量的功率最大；所述初始位置与所述目标位置之间的距离为所述激光二极管的像散值。

本发明实施例的第二方面提供了一种激光二极管像散的测量方法，应用于如第一方面所述的激光二极管像散的测量系统，所述激光二极管像散的测量方法包括：

将所述激光二极管、所述透镜、所述分束棱镜、所述光功率计和所述相机分别安装在各自对应的初始位置，以使所述激光二极管发射激光光束至所述透镜，所述透镜对所述激光光束进行准直或聚焦，形成不同角度的出射光束至所述分束棱镜，所述分束棱镜对部分出射光束进行透射形成透射光束，对部分出射光束进行反射形成反射光束，所述相机实时监控所述反射光束的光斑形态，所述光功率计实时测量所述透射光束的功率；

将所述横缝光阑安装在所述光功率计上，使所述横缝光阑随所述光功率计上下移动；

在所述光功率计上下移动的过程中，根据所述光功率计实时测量的所述透射光束的功率确定所述光功率计的目标位置；

在确定所述光功率计的目标位置之后，将所述竖缝光阑安装在所述光功率计上，替换所述横缝光阑；

将所述激光二极管从所述激光二极管的初始位置向前移动到所述激光二极管的目标位置，所述激光二极管的初始位置到所述激光二极管的目标位置之间的距离为所述激光二极管的像散值；其中，在所述激光二极管向前移动的过程中，当所述激光二极管位于所述激光二极管的目标位置时，所述光功率计测量的功率最大。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过分束棱镜、相机和光功率计三者的组合，分束棱镜对部分出射光束进行透射形成透射光束，并透射至光功率计，同时分束棱镜对部分出射光束进行反射形成反射光束，反射至相机，可以同时实现测量光斑形态和观察光斑状态，能够提高系统测量像散的准确性和稳定性；通过在光功率计上安装横缝光阑，上下移动光功率计，并根据光功率计实时测量的透射光束的功率确定光功率计的位置，可以预先定位快轴焦点位置，然后用竖缝光阑代替横缝光阑，安装在光功率计上，向前移动激光二极管至目标位置，能够定位慢轴焦点位置，减少移动变量，进一步提高系统准确性和便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的激光二极管像散的测量系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的激光二极管像散的测量方法的实现流程示意图；

图3是本发明一实施例提供的激光二极管有源区切面图；

图4是本发明一实施例提供的前后移动激光二极管测试像散的原理图；

图5是本发明一实施例提供的快轴方向和慢轴方向经过透镜聚焦得到的物距与像距之间的关系示意图；

图6是本发明一实施例提供的快轴方向和慢轴方向出射光束束腰半径与激光二极管有源区到透镜的距离之间的关系示意图；

图7是本发明一实施例提供的光功率计的上下移动距离与测量的功率的对应关系图以及相机同时监控到的光斑形态的示意图；

图8是本发明一实施例提供的光功率计的左右移动距离与测量的功率的对应关系图以及相机同时监控到的光斑形态的示意图；

图9是本发明一实施例提供的模拟狭缝法测试大功率激光管测量像散的光学系统图；

图10是本发明一实施例提供的LD发光面与光功率计探测面距离为11500mm时，快轴焦点位置处和慢轴焦点位置处LD的光斑形态；

图11是本发明一实施例提供的LD发光面与光功率计探测面距离为5500mm时，快轴焦点位置处和慢轴焦点位置处LD的光斑形态；

图12是本发明一实施例提供的LD发光面与光功率计探测面距离为500mm时，快轴焦点位置处和慢轴焦点位置处LD的光斑形态；

图13是本发明一实施例提供的模拟狭缝法测试的结果的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明一实施例提供的激光二极管像散的测量系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图1所示，激光二极管像散的测量系统可以包括激光二极管11、透镜12、分束棱镜13、光功率计14、相机15、横缝光阑16和竖缝光阑17；

激光二极管11，作为光源和被测试物，发射激光光束至透镜12；透镜12对激光光束进行准直或聚焦，形成不同角度的出射光束至分束棱镜13；分束棱镜13对部分出射光束进行透射形成透射光束，对部分出射光束进行反射形成反射光束；相机15实时监控反射光束的光斑形态；横缝光阑16安装在光功率计14上，随光功率计14上下移动；根据光功率计14实时测量的透射光束的功率确定光功率计14的位置；在确定光功率计14的位置之后，竖缝光阑17替换横缝光阑16，安装在光功率计14上；将激光二极管11从初始位置向前移动至目标位置，激光二极管11位于目标位置时，光功率计14在激光二极管11向前移动的过程中测量的功率最大；初始位置与目标位置之间的距离为激光二极管11的像散值。

其中，像散定义即为激光二极管11接合部在垂直方向和水平方向上外观的焦点不同，主要为快轴和慢轴的束腰之间的距离。

参见图1，激光二极管11位于透镜12前方，分束棱镜13位于透镜12后方，光功率计14位于分束棱镜13后方，相机15位于分束棱镜13侧面。

激光二极管11作为被测试物，即测量该激光二极管11的像散值，也作为光源，向透镜12发射激光光束；透镜12对激光光束进行准直或聚焦，形成不同角度的出射光束；出射光束传输至分束棱镜13后，一部分透过分束棱镜13(也称为半透半反镜)传输至光功率计14，另一部分被分束棱镜13反射传输至相机15；光功率计14可以实时测量分束棱镜13透射的光束功率；相机15可以实时显示并监控分束棱镜13反射的光束的光斑形态。横缝光阑16和竖缝光阑17可以固定在光功率计14的探测面上，随光功率计14同时移动，主要用于限制光束。

首先，将激光二极管11、透镜12、分束棱镜13、光功率计14和相机15安装在各自的初始位置。激光二极管11、透镜12、分束棱镜13、光功率计14和相机15的各自你的初始位置满足：激光二极管11的发光面处于透镜12的焦平面处，分束棱镜13对部分出射光束进行透射至光功率计14，分束棱镜13对部分出射光束进行反射至相机15，光功率计14的探测面到分束棱镜13的距离与相机15的接收面到分束棱镜13的距离相等，且光功率计14在前后调整位置的过程中，在光功率计14的初始位置测量的功率最大，且此时相机15能够监测到准直快轴的清晰光斑。

具体地，可以将透镜12安装在其预设的初始位置，然后前后移动激光二极管11，使得，激光二极管11的发光面处于透镜12的焦平面处；移动分束棱镜13的上下位置，使得通过透镜12的光束完整地一部分透过分束棱镜13到光功率计14的探测面，另一部分反射到相机15上；移动光功率计14的前后位置，使得光功率计14停在功率值最大的初始位置；移动相机15的位置，使得光功率计14的探测面到分束棱镜13的距离与相机15的接收面到分束棱镜13的距离相等，此时，相机15正好可以监控到准直快轴的清晰的光斑，可以在快轴方向看到一个或多个结。

然后，将横缝光阑16放置到光功率计14上，随光功率计14上下移动。在光功率计14上下移动的过程中，通过光功率计14可以得到一个或多个峰值的功率，将光功率计14固定在最中间峰值对应的位置。

具体地，在光功率计14上下移动的过程中，可以根据光功率计14移动的距离以及光功率计14测量的功率得到光功率计14移动距离与测量的功率的对应关系图；根据该对应关系图可以确定在光功率计14上下移动的过程中，出现几个峰值。若在光功率计14上下移动的过程中，通过光功率计14得到一个峰值，则该峰值对应的位置为光功率计14的目标位置；若在光功率计14上下移动的过程中，通过光功率计14得到不止一个峰值，则最中间的峰值对应的位置为光功率计14的目标位置。可选地，若不止一个峰值的数量为偶数，则可以选择最中间两个峰值中的任意一个峰值对应的位置作为光功率计14的目标位置，或者，选择最中间两个峰值中功率较大的峰值对应的位置作为光功率计14的目标位置。

最后，在确定了光功率计14的目标位置之后，换下横缝光阑16，将竖缝光阑17固定在光功率计14的探测面上。向前移动激光二极管11，即向远离透镜12的方向移动激光二极管11。在激光二极管11移动的过程中，光功率计14可以监测到功率逐渐变大，将激光二极管11固定在功率最大的位置(即激光二极管11的目标位置)，此时可以在相机15监控到光斑慢轴方向聚焦的形态。激光二极管11从其初始位置移动到其目标位置的距离即为激光二极管11的像散值。

可选地，激光二极管11为大功率的，且像散值大于或等于100μm的激光二极管11，其快轴可为单结或多结情况。透镜12可以为平凸或者双凸的透镜12。

在一个具体实施例中，激光二极管11与光功率计14之间的距离为150-250mm，透镜12焦距为5mm，分束棱镜13与透镜12之间的距离为40-50mm，竖缝光阑17和横缝光阑16的缝宽均为0.5mm。

本发明实施例中所述的位置可以理解为三维位置。

由上述描述可知，本发明实施例通过分束棱镜、相机和光功率计三者的组合，分束棱镜对部分出射光束进行透射形成透射光束，并透射至光功率计，同时分束棱镜对部分出射光束进行反射形成反射光束，反射至相机，可以同时实现测量光斑形态和观察光斑状态，能够提高系统测量像散的准确性和稳定性；通过在光功率计上安装横缝光阑，上下移动光功率计，并根据光功率计实时测量的透射光束的功率确定光功率计的位置，可以预先定位快轴焦点位置，然后用竖缝光阑代替横缝光阑，安装在光功率计上，向前移动激光二极管至目标位置，能够定位慢轴焦点位置，减少移动变量，进一步提高系统准确性和便捷性。

在本发明的一个实施例中，光功率计14的探测面至分束棱镜13的距离与相机15的接收面至分束棱镜13的距离相等。

在本发明实施例中，为了达到更好的测量效果，将功率计的探测面至分束棱镜13的距离设置为与相机15的接收面至分束棱镜13的距离相等。

在本发明的一个实施例中，激光二极管11像散的测量系统还包括镜座；

镜座用于安装激光二极管11、透镜12、分束棱镜13、光功率计14和相机15；

激光二极管11、透镜12、分束棱镜13、光功率计14和相机15在镜座中的位置均可调。

在本发明的一个实施例中，镜座包括用于安装激光二极管11的激光二极管安装座、用于安装透镜12的透镜安装座、用于安装分束棱镜13的分束棱镜安装座、用于安装光功率计14的光功率计安装座和用于安装相机15的相机安装座。

在测量开始前，首先将安装有激光二极管11、透镜12、分束棱镜13、光功率计14和相机15的镜座竖直放置在光学平台上，通过移动各自对应的安装座来移动各自的位置。其中，分束棱镜13可以上下移动，激光二极管11、透镜12、光功率计14和相机15均三维位移可调。

在本发明的一个实施例中，激光二极管像散的测量系统还包括用于驱动激光二极管11发光的电路板。

其中，电路板可以包括激光二极管11芯片及其驱动电路，可以用于驱动激光二极管11发射激光光束。

激光二极管11可以位于电路板上，镜座上具有安装电路板的安装座，激光二极管11与电路板可以一起移动。

在本发明的一个实施例中，激光二极管11的初始位置满足：激光二极管11的发光面处于透镜12的焦平面处。

在本发明的一个实施例中，分束棱镜14的分光比为1：1；

横缝光阑16的缝宽和竖缝光阑17的缝宽相等。

对应于上述激光二极管像散的测量系统，参见图2，本发明实施例还提供了一种激光二极管像散的测量方法，应用于上述激光二极管像散的测量系统，激光二极管像散的测量方法可以包括以下步骤：

S201：将激光二极管11、透镜12、分束棱镜13、光功率计14和相机15分别安装在各自对应的初始位置，以使激光二极管11发射激光光束至透镜12，透镜12对激光光束进行准直或聚焦，形成不同角度的出射光束至分束棱镜13，分束棱镜13对部分出射光束进行透射形成透射光束，对部分出射光束进行反射形成反射光束，相机15实时监控反射光束的光斑形态，光功率计14实时测量透射光束的功率。

S202：将横缝光阑16安装在光功率计14上，使横缝光阑16随光功率计14上下移动。

S203：在光功率计14上下移动的过程中，根据光功率计14实时测量的透射光束的功率确定光功率计14的目标位置。

S204：在确定光功率计14的目标位置之后，将竖缝光阑17安装在光功率计14上，替换横缝光阑16。

S205：将激光二极管11从激光二极管11的初始位置向前移动到激光二极管11的目标位置，激光二极管11的初始位置到激光二极管11的目标位置之间的距离为激光二极管11的像散值；其中，在激光二极管11向前移动的过程中，当激光二极管11位于激光二极管11的目标位置时，光功率计14测量的功率最大。

在本发明的一个实施例中，上述S203可以包括以下步骤：

在光功率计14上下移动的过程中，生成光功率计14的移动距离与测量的功率的对应关系图；

若对应关系图中存在一个峰值，则该峰值对应位置为光功率计14的目标位置；

若对应关系图中存在不止一个峰值，则选取不止一个峰值中的最中间峰值对应的位置作为光功率计14的目标位置。

在本发明的一个实施例中，上述S201中的“将激光二极管11、透镜12、分束棱镜13、光功率计14和相机15分别安装在各自对应的初始位置”，可以包括以下步骤：

将激光二极管11、透镜12、分束棱镜13、光功率计14和相机15分别安装在镜座中各自对应的安装座中；

分别移动激光二极管11和透镜12至各自对应的初始位置，以使激光二极管11的发光面处于透镜12的焦平面处；

分别移动分束棱镜13、光功率计14和相机15至各自对应的初始位置，以使分束棱镜13对部分出射光束进行透射形成透射光束至光功率计14，对部分出射光束进行反射形成反射光束至相机15，且光功率计14的探测面至分束棱镜13的距离与相机15的接收面至分束棱镜13的距离相等，且光功率计14在前后调整位置的过程中，在光功率计14的初始位置测量的功率最大。

激光二极管像散的测量方法的具体过程可参照激光二极管像散的测量系统的相关描述，在此不再赘述。

图3为LD有源区切面图，可以看到像散的位置。快轴方向高斯光束位置出现在有源区的解里面，慢轴方向的光束在腔面位置处，光束束腰在有源区内，称为“虚束腰”，像散As即为快轴和慢轴束腰之间的距离。

图4为前后移动LD测试像散原理图，根据高斯光束特性可得，快轴方向光束的束腰半径W_{o_fast}和慢轴方向光束的束腰半径W_{o_slow}分别为：

其中，λ为波长，θ_fast为快轴方向的远场发散角，θ_slow为慢轴方向的远场发散角。

目前，激光二极管制造商制定远场发散角为半能量分布全宽处的角度θ_fwhm，可以通过式(2)进行转换。

在一个具体应用场景中，使用的激光二极管的θ_fast可以为21.333度，θ_slow可以为7.6439度。快轴方向的瑞利范围Z_{r_fast}和慢轴方向的瑞利范围Z_{r_slow}分别为：

快轴方向物距与像距之间的关系公式以及慢轴方向物距与像距之间的关系公式如式(4)所示。

其中，Z_x1为快轴方向，激光二极管有源区到透镜的距离；Z_y1为慢轴方向，激光二极管有源区到透镜的距离；Z_x2为快轴方向，透镜到光功率计的距离；Z_y2为慢轴方向，透镜到光功率计的距离；f为透镜焦距，可以为5mm。

Z_x2与Z_x1，以及Z_y2与Z_y1之间的关系如图5所示，即快轴和慢轴方向经过透镜聚焦得到的物距与像距之间的关系。可以看出，随着物距的提高，快轴和慢轴方向的像距都接近透镜焦距。

通过透镜的光束束腰半径(出射光束束腰半径)与Z_x1和Z_y1关系如式(5)所示，关系图如图6所示。

其中，W_{o_fast2}为通过透镜的光束(出射光束)在快轴方向的束腰半径；W_{o_slow2}为通过透镜的光束(出射光束)在慢轴方向的束腰半径。前述的W_{o_fast}为未通过透镜的光束(即LD直接发射的激光光束)在快轴方向的束腰半径；W_{o_slow}为未通过透镜的光束(即LD直接发射的激光光束)在慢轴发现的束腰半径。

经过透镜的光束的束腰半径与未经过透镜的光束的束腰半径是不同的，发生了变化，发生的变化与透镜焦距、LD与透镜之间的距离等因素有关。

参见图6，当Z_x1或者Z_y1等于焦距f时，束腰半径有最大值，此时通过透镜的光功率也有最大值。由于快轴的焦点在有源区表面，所以当快轴准直时，此时位置即为快轴焦点处。然后向前移动LD，通过在光功率计(相机)上观察功率最大位置(慢轴光斑最小位置)即为慢轴焦点。前后移动LD的距离即为像散值。

下面以一个具体的例子说明方法的具体过程：

1、准直激光二极管，定位快轴焦点位置：调整激光二极管和透镜位置，使得激光二极管发光面在透镜焦平面处。分束棱镜放置在透镜后，调整位置使得通过透镜的光斑完整地一部分透过分束棱镜到光功率计的探测面，另一部分反射到相机上。光功率计的探测面到分束棱镜的距离与相机接收面到分束棱镜的距离相同。调整光功率计位置，使得光斑完全地进入光功率计探测面，得到功率最大值，此时从相机可实时观察到光斑形态，为细长的光斑。

2、固定光功率计位置：本发明实施例使用的LD快轴方向有三个结，将横缝光阑固定在光功率计探测面上，让横缝与功率计同步上下移动，能够看到图7所示的功率值，将光功率计固定到中间峰值位(如测试LD快轴方向只有一个结，光功率计固定在中间峰值位置即可)。

3、移动LD位置，定位慢轴焦点位置：快轴焦点找到后，固定光功率计位置，将竖缝光阑放置在光功率计的探测面上。通过三维位移台向前移动激光二极管，光功率计显示功率呈现变大趋势，而后又变小。则将激光二极管位置固定在光功率最大的位置处，此时位置为慢轴焦点位置。向前移动激光二极管的距离即为像散值，测试得0.478mm。

4、为了探究慢轴焦点处光斑形态，左右移动竖缝得到图8，慢轴聚焦时，得到两个峰值功率，此为本发明实施例测试的LD特性，不影响测试像散结果。

图9是在zemax中模拟狭缝法测试大功率激光管测量像散的光学系统图,激光二极管为实验实测二极管模型，模拟光功率计探测面距离激光二极管150/250/500/5500/11500mm距离处功率值。

图10为LD发光面与光功率计探测面距离为11500mm时，快轴焦点位置处和慢轴焦点位置处LD的光斑形态。图11为LD发光面与光功率计探测面距离为5500mm时，快轴焦点位置处和慢轴焦点位置处LD的光斑形态。图12为LD发光面与光功率计探测面距离为500mm时，快轴焦点位置处和慢轴焦点位置处LD的光斑形态。模拟步骤与实验相似，模拟快轴准直位置，亦为探测面前加横缝光阑得到功率最大位置；探测面前换成竖缝光阑，前后移动透镜位置(与前后移动LD位置相似)，得到慢轴方向功率最大位置，即慢轴的焦点位置。前后移动透镜的距离为像散值，得到结果如图13所示，模拟像散值为0.44，和实验测试误差范围在0.038mm，误差很小。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块/单元，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块和单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种激光二极管像散的测量系统，其特征在于，包括激光二极管、透镜、分束棱镜、光功率计、相机、横缝光阑和竖缝光阑；

所述激光二极管，作为光源和被测试物，发射激光光束至所述透镜；所述透镜对所述激光光束进行准直或聚焦，形成不同角度的出射光束至所述分束棱镜；所述分束棱镜对部分出射光束进行透射形成透射光束，对部分出射光束进行反射形成反射光束；所述相机实时监控所述反射光束的光斑形态；所述横缝光阑安装在所述光功率计上，随所述光功率计上下移动；根据所述光功率计实时测量的所述透射光束的功率确定所述光功率计的位置；在确定所述光功率计的位置之后，所述竖缝光阑替换所述横缝光阑，安装在所述光功率计上；将所述激光二极管从初始位置向前移动至目标位置，所述激光二极管位于所述目标位置时，所述光功率计在所述激光二极管向前移动的过程中测量的功率最大；所述初始位置与所述目标位置之间的距离为所述激光二极管的像散值；

将所述激光二极管从初始位置向前移动至目标位置，为将所述激光二极管从初始位置向远离所述透镜的方向移动至目标位置；

所述激光二极管的初始位置满足：所述激光二极管的发光面处于所述透镜的焦平面处；

所述根据所述光功率计实时测量的所述透射光束的功率确定所述光功率计的位置，包括：

在所述光功率计上下移动的过程中，生成所述光功率计的移动距离与测量的功率的对应关系图；

若所述对应关系图中存在一个峰值，则该峰值对应位置为所述光功率计的位置；

若所述对应关系图中存在不止一个峰值，则选取所述不止一个峰值中的最中间峰值对应的位置作为所述光功率计的位置。

2.根据权利要求1所述的激光二极管像散的测量系统，其特征在于，所述光功率计的探测面至所述分束棱镜的距离与所述相机的接收面至所述分束棱镜的距离相等。

3.根据权利要求1所述的激光二极管像散的测量系统，其特征在于，还包括镜座；

所述镜座用于安装所述激光二极管、所述透镜、所述分束棱镜、所述光功率计和所述相机；

所述激光二极管、所述透镜、所述分束棱镜、所述光功率计和所述相机在所述镜座中的位置均可调。

4.根据权利要求3所述的激光二极管像散的测量系统，其特征在于，所述镜座包括用于安装所述激光二极管的激光二极管安装座、用于安装所述透镜的透镜安装座、用于安装所述分束棱镜的分束棱镜安装座、用于安装所述光功率计的光功率计安装座和用于安装所述相机的相机安装座。

5.根据权利要求1所述的激光二极管像散的测量系统，其特征在于，还包括用于驱动所述激光二极管发光的电路板。

6.根据权利要求1至5任一项所述的激光二极管像散的测量系统，其特征在于，所述分束棱镜的分光比为1：1；

所述横缝光阑的缝宽和所述竖缝光阑的缝宽相等。

7.一种激光二极管像散的测量方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6任一项所述的激光二极管像散的测量系统，所述激光二极管像散的测量方法包括：

将所述激光二极管、所述透镜、所述分束棱镜、所述光功率计和所述相机分别安装在各自对应的初始位置，以使所述激光二极管发射激光光束至所述透镜，所述透镜对所述激光光束进行准直或聚焦，形成不同角度的出射光束至所述分束棱镜，所述分束棱镜对部分出射光束进行透射形成透射光束，对部分出射光束进行反射形成反射光束，所述相机实时监控所述反射光束的光斑形态，所述光功率计实时测量所述透射光束的功率；所述激光二极管、所述透镜、所述分束棱镜、所述光功率计和所述相机各自对应的初始位置满足：所述激光二极管的发光面处于所述透镜的焦平面处，所述分束棱镜对部分出射光束进行透射形成透射光束至所述光功率计，所述分束棱镜对部分出射光束进行反射形成反射光束至所述相机，所述光功率计的探测面至所述分束棱镜的距离与所述相机的接收面至所述分束棱镜的距离相等，且所述光功率计在前后调整位置的过程中，在所述光功率计的初始位置测量的功率最大；

将所述激光二极管从所述激光二极管的初始位置向前移动到所述激光二极管的目标位置，所述激光二极管的初始位置到所述激光二极管的目标位置之间的距离为所述激光二极管的像散值；其中，在所述激光二极管向前移动的过程中，当所述激光二极管位于所述激光二极管的目标位置时，所述光功率计测量的功率最大；将所述激光二极管从所述激光二极管的初始位置向前移动到所述激光二极管的目标位置，为将所述激光二极管从所述激光二极管的初始位置向远离所述透镜的方向移动到所述激光二极管的目标位置；

所述在所述光功率计上下移动的过程中，根据所述光功率计实时测量的所述透射光束的功率确定所述光功率计的目标位置，包括：

若所述对应关系图中存在一个峰值，则该峰值对应位置为所述光功率计的目标位置；

若所述对应关系图中存在不止一个峰值，则选取所述不止一个峰值中的最中间峰值对应的位置作为所述光功率计的目标位置。

8.根据权利要求7所述的激光二极管像散的测量方法，其特征在于，所述将所述激光二极管、所述透镜、所述分束棱镜、所述光功率计和所述相机分别安装在各自对应的初始位置，包括：

将所述激光二极管、所述透镜、所述分束棱镜、所述光功率计和所述相机分别安装在镜座中各自对应的安装座中；

分别移动所述激光二极管和所述透镜至各自对应的初始位置，以使所述激光二极管的发光面处于所述透镜的焦平面处；

分别移动所述分束棱镜、所述光功率计和所述相机至各自对应的初始位置，以使所述分束棱镜对部分出射光束进行透射形成透射光束至所述光功率计，对部分出射光束进行反射形成反射光束至所述相机，且所述光功率计的探测面至所述分束棱镜的距离与所述相机的接收面至所述分束棱镜的距离相等，且所述光功率计在前后调整位置的过程中，在所述光功率计的初始位置测量的功率最大。