CN113008522A - 激光器寿命老化测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光器寿命老化测试装置，包括：积分球结构，所述积分球结构具有入光口和出光口；激光器，所述激光器发射的激光适于传输至所述入光口；光电转换电路板，光电转换电路板适于收集所述出光口的光信号；控制电路板，所述控制电路板与所述光电转换电路板电学连接；电源体，所述电源体具有电源输出端和电源控制端，所述电源控制端与所述控制电路板电学连接，所述电源输出端与所述激光器电学连接。所述激光器寿命老化测试装置的可靠性得到提高。

Description

激光器寿命老化测试装置

技术领域

本发明涉及半导体激光器领域，具体涉及一种激光器寿命老化测试装置。

背景技术

半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。半导体激光器的老化，是产品出货前必须经过的一道生产检验流程，经过筛选后的半导体激光器才能保证其质量和使用寿命。

目前市场，可供光纤耦合激光器寿命老化测试的系统少之又少，而且无法满足高功率高电流的光纤耦合激光器寿命老化及过程中的监测及保护机制不够成熟和完善。因此，迫切需要发明一种能够提供高功率高电流的光纤耦合激光器寿命老化测试系统，且能实时监测到激光器寿命老化在过程中的状态，提高激光器寿命老化测试装置的可靠性。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的激光器寿命老化测试装置的可靠性较差的问题。

本发明提供一种激光器寿命老化测试装置，包括：积分球结构，所述积分球结构具有入光口和出光口；激光器，所述激光器发射的激光适于传输至所述入光口；光电转换电路板，光电转换电路板适于收集所述出光口的光信号；控制电路板，所述控制电路板与所述光电转换电路板电学连接；电源体，所述电源体具有电源输出端和电源控制端，所述电源控制端与所述控制电路板电学连接，所述电源输出端与所述激光器电学连接。

可选的，所述积分球结构包括第一积分半球结构和与第一积分半球结构固定连接的第二积分半球结构，所述第一积分半球结构中具有若干个第一半球槽，所述第二积分半球结构中具有若干个第二半球槽，第一半球槽与第二半球槽相对设置且一一对应；所述入光口位于第一半球槽背向第二半球槽的一侧；所述出光口位于所述第二半球槽背向第一半球槽的一侧；所述光电转换电路板设置在第二积分半球结构背向第一积分半球结构的一侧。

可选的，所述第一积分半球结构中还具有贯穿第一积分半球结构的第一固定槽，所述第一固定槽位于第一半球槽的侧部且与第一半球槽间隔；所述第二积分半球结构中还具有贯穿第二积分半球结构的第二固定槽，所述第二固定槽位于第二半球槽的侧部且与第二半球槽间隔，所述第二固定槽与所述第一固定槽贯通；所述激光器寿命老化测试装置还包括：位于所述第一固定槽和第二固定槽中的连接件。

可选的，所述第一积分半球结构中还具有第一冷却通道和第一连接通道，所述第一连接通道与所述第一冷却通道贯通；所述第二积分半球结构中还具有第二冷却通道和第二连接通道，所述第二连接通道与所述第二冷却通道贯通；所述第二连接通道与所述第一连接通道相互贯通。

可选的，所述积分球结构还包括：位于所述第一半球槽内壁的第一喷砂层；位于所述第二半球槽内壁的第二喷砂层。

可选的，还包括：限位板，所述限位板中具有限位口；所述光电转换电路板嵌在所述限位口中，所述限位板与所述积分球结构固定连接。

可选的，还包括：位于所述光电转换电路板和控制电路板之间的间隔柱。

可选的，还包括：冷却板；所述激光器位于所述冷却板上。

可选的，所述冷却板中设置有散热道；部分所述散热道中设置鳍片组，所述鳍片组包括若干间隔的鳍片；所述冷却板中具有激光器定位孔，所述激光器定位孔位于所述鳍片组的周围。

可选的，还包括：位于所述冷却板和所述激光器之间的散热介质层。

可选的，所述散热介质层包括导热硅脂层或石墨片。

可选的，还包括：光纤，连接所述激光器和所述入光口。

可选的，所述电源输出端包括正极电输出端和负极电输出端；所述激光器具有正极连接端和负极连接端；所述激光器寿命老化测试装置还包括：壳体腔；所述电源体位于所述壳体腔内部；位于所述壳体腔内部的电流互感器，所述电流互感器与所述控制电路板电学连接；穿过所述电流互感器的正极电输出线，所述正极电输出线的两端分别连接所述正极电输出端和所述激光器的正极连接端；负极电输出线，所述负极电输出线的两端分别连接所述负极连接端和所述负极电输出端，且所述负极电输出线位于所述电流互感器的外部。

可选的，所述电源体还具有电源输入端；所述激光器寿命老化测试装置还包括：位于所述壳体腔内部的插头支架；固定在所述插头支架上的插头组件；插头组件的一端通过电源输入线连接所述电源输入端；插头组件的另一端电学连接外部配电箱。

可选的，还包括：贯穿所述壳体腔侧壁的接头组件，所述接头组件的一端电学连接所述电源控制端，所述接头组件的另一端电学连接所述控制电路板。

可选的，还包括：温度测试单元，所述温度测试单元适于测试所述激光器的温度；所述温度测试单元的信号适于传输至所述控制电路板。

本发明具有如下优点：

1.本发明提供的激光器寿命老化测试装置，积分球结构能够收集激光器出射的光，并通过内部粗糙表面漫反射光实现匀化光的作用，激光器传输至积分球结构的入光口的光被积分球结构匀化后通过出光口出射，出光口出射的光被光电转换电路板接收并转化为电学信号。由于设置了控制电路板，所述控制电路板与所述光电转换电路板电学连接，因此使得控制电路板能够实时监测所述光电转换电路板获取到的电学信号。当控制电路板监测到光电转换电路板获取到的电学信号发生异常时，所述控制电路板能够提供电源体控制信号，使得电源体的电源输出端的信号切断，这样就使得激光器得到保护，防止激光器进一步恶化，避免失效分析难度增加。综上，提高了激光器寿命老化测试装置的可靠性。

进一步，所述积分球结构包括第一积分半球结构和与第一积分半球结构固定连接的第二积分半球结构，所述第一积分半球结构中具有若干个第一半球槽，所述第二积分半球结构中具有若干个第二半球槽，第一半球槽与第二半球槽相对设置且一一对应。这样的结构使得相邻的第一半球槽之间的间距减小，且使得相邻的第二半球槽之间的间距减小，这样使得积分球结构的整个体积得到减小。

进一步，所述第一积分半球结构中还具有第一冷却通道和第一连接通道，所述第一连接通道与所述第一冷却通道贯通；所述第二积分半球结构中还具有第二冷却通道和第二连接通道，所述第二连接通道与所述第二冷却通道贯通；所述第二连接通道与所述第一连接通道相互贯通。这样使得第一冷却通道、第一连接通道、第二连接通道和第二冷却通道贯通构成冷却通道，用于带走积分半球结构内部的热量。

进一步，还包括：位于所述第一半球槽内壁的第一喷砂层；位于所述第二半球槽内壁的第二喷砂层，第一喷砂层和第二喷砂层的粗糙度较大，增加光在第一半球槽和第二半球槽表面的漫反射，出光口的光进行了匀化。

进一步，所述激光器位于所述冷却板上，所述冷却板能带走激光器的热量，避免激光器在老化过程中温度过高。

进一步，所述冷却板中设置有散热道；部分所述散热道中设置鳍片组，所述鳍片组包括若干间隔的鳍片；所述冷却板中具有激光器定位孔，所述激光器定位孔位于所述鳍片组的周围。鳍片组增加了散热面积，这样提高了散热效率。

进一步，还包括：温度测试单元，所述温度测试单元适于测试所述激光器的温度；所述温度测试单元的信号适于传输至所述控制电路板。当控制电路板监测到温度测试单元获取的温度发生异常时，所述控制电路板能够提供电源体控制信号，使得电源体的电源输出端的信号切断，这样就使得激光器得到保护，避免激光器的温度过高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例的激光器寿命老化测试装置的立体示意图；

图2为本发明实施例的第二积分半球结构的结构示意图；

图3为本发明实施例的第一积分半球结构的结构示意图；

图4为本发明实施例的冷却板的结构示意图。

具体实施方式

本发明一实施例提供一种激光器寿命老化测试装置，结合参考图1至图3，包括：

积分球结构120，所述积分球结构120具有入光口1215和出光口1225；

激光器(未图示)，所述激光器发射的激光适于传输至所述入光口1215；

光电转换电路板140，光电转换电路板140适于收集所述出光口1225的光信号；

控制电路板150，所述控制电路板150与所述光电转换电路板140电学连接；

电源体170，所述电源体170具有电源输出端(未图示)和电源控制端(未图示)，所述电源控制端与所述控制电路板150电学连接，所述电源输出端与所述激光器电学连接。

本实施例中，所述积分球结构120包括第一积分半球结构121和与第一积分半球结构121固定连接的第二积分半球结构122，第一积分半球结构121和与第一积分半球结构121相对设置；所述第一积分半球结构121中具有若干个第一半球槽1211，所述第二积分半球结构122中具有若干个第二半球槽1221，第一半球槽1211与第二半球槽1221相对设置且一一对应；所述入光口1215位于第一半球槽1211背向第二半球槽1221的一侧；所述出光口1225位于所述第二半球槽1221背向第一半球槽1211的一侧。相应的，所述光电转换电路板140设置在第二积分半球结构122背向第一积分半球结构121的一侧。

所述积分球结构120能够收集光纤传输的光，并通过内部粗糙表面漫反射光实现匀化光的作用，部分从光纤传输至第一半球槽1211和第二半球槽1221内部的光被积分球结构吸收并转化为热能，热能被第一半球槽1211和第二半球槽1221侧部的冷却通道中的冷却液带走。第二积分半球结构122中还具有位于所述第二半球槽1221背向第一半球槽1211的一侧的出光口1225，出光口1225出射的光被光电转换电路板140接收并转化为电学信号。

具体的，光电转换电路板140包括：光电转换单元和与光电转换单元电学连接的电路处理单元，所述电路处理单元将光电转换单元输出的电信号进行处理并输出至控制电路板150。

由于设置了控制电路板150，所述控制电路板150与所述光电转换电路板140电学连接，因此使得控制电路板150能够实时监测所述光电转换电路板140获取到的电学信号。当控制电路板150监测到光电转换电路板140获取到的电学信号发生异常时，所述控制电路板150能够提供电源体170控制信号，使得电源体170的电源输出端的信号切断，这样就使得激光器得到保护，防止激光器进一步恶化，避免失效分析难度增加。综上，提高了激光器寿命老化测试装置的可靠性。

本实施例中，所述积分球结构包括第一积分半球结构121和与第一积分半球结构121固定连接的第二积分半球结构122，所述第一积分半球结构121中具有若干个第一半球槽1211，所述第二积分半球结构122中具有若干个第二半球槽1221，第一半球槽1211与第二半球槽1221相对设置且一一对应，这样的结构使得相邻的第一半球槽1211之间的间距做的减小，且使得相邻的第二半球槽1221之间的间距减小，这样使得积分球结构的整个体积得到减小。

若干个第二半球槽1221的排布方向垂直于第二积分半球结构122的厚度方向。若干个第一半球槽1211的排布方向垂直于第一积分半球结构121的厚度方向。

在一个具体的实施例中，相邻的第一半球槽1211的间距为10mm～50mm，如10mm、20mm、20mm、40mm或50mm，相邻的第二半球槽1221之间的间距为10mm～50mm，如10mm、20mm、20mm、40mm或50mm。

第一半球槽1211的直径为50mm～100mm，如50mm、60mm、70mm、80mm、90mm或100mm，第二半球槽1221的直径为50mm～100mm，如50mm、60mm、70mm、80mm、90mm或100mm。

第一半球槽1211的直径等于第二半球槽1221的直径。

本实施例中，所述第一积分半球结构121中还具有贯穿第一积分半球结构121的第一固定槽1216，所述第一固定槽1216位于第一半球槽1211的侧部且与第一半球槽1211间隔。

本实施例中，所述第二积分半球结构122中还具有贯穿第二积分半球结构122的第二固定槽1224，所述第二固定槽1224位于第二半球槽1221的侧部且与第二半球槽1221间隔，所述第二固定槽1224与所述第一固定槽1216贯通。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：还包括：位于所述第一固定槽1216和第二固定槽1224中的连接件(未图示)。

所述第一积分半球结构121中还具有第一冷却通道1214和第一连接通道1213，所述第一连接通道1213与所述第一冷却通道1214贯通；所述第二积分半球结构122中还具有的第二冷却通道1223和第二连接通道1222，第二连接通道1222与所述第二冷却通道1223贯通；所述第二连接通道1222与所述第一连接通道1213相互贯通。

第一冷却通道1214、第一连接通道1213、第二连接通道1222和第二冷却通道1223贯通构成冷却通道，用于带走积分半球结构内部的热量。

所述第一冷却通道1214背向所述第一连接通道1213的端口作为冷却液入口端，所述第二冷却通道1223背向所述第二连接通道1222的端口作为冷却液出口端；或者，所述第一冷却通道1214背向所述第一连接通道1213的端口作为冷却液出口端，所述第二冷却通道1223背向所述第二连接通道1222的端口作为冷却液入口端。

本实施例中，第一冷却通道1214的延伸方向与所述第一连接通道1213的延伸方向垂直，所述第二冷却通道1223的延伸方向与所述第二连接通道1222的延伸方向垂直。且第一连接通道1213的延伸方向与所述第二连接通道1222的延伸方向平行。所述第一连接通道1213的延伸方向平行于第一积分半球结构至第二积分半球结构的排布方向，第二连接通道1222的延伸方向平行于第一积分半球结构至第二积分半球结构的排布方向。

本实施例中，所述积分球结构还包括：位于所述第一半球槽1211内壁的第一喷砂层(未图示)；位于所述第二半球槽1221内壁的第二喷砂层(未图示)。所述第一喷砂层和第二喷砂层的材料包括碳化硅。第一喷砂层和第二喷砂层的粗糙度较大，增加光在第一半球槽1211和第二半球槽1221表面的漫反射，出光口的光进行了匀化。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：冷却板100；所述激光器位于所述冷却板100上。所述冷却板100能带走激光器的热量，避免激光器在老化过程中温度过高。

所述冷却板100中设置有散热道；部分所述散热道中设置鳍片组1003，所述鳍片组1003包括若干间隔的鳍片；所述冷却板100中具有激光器定位孔1002，所述激光器定位孔1002位于所述鳍片组1003的周围。鳍片组1003增加了散热面积，这样提高了散热效率。所述鳍片组1003中若干鳍片的排布方向垂直于所述鳍片的厚度方向，所述鳍片的侧壁延着散热道的延伸方向设置。

所述散热道具有散热出口1005和散热入口1004。

所述冷却板100还具有固定孔1001。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：光纤托盘110，所述光纤托盘110通过紧固件所述冷却板100紧固，所述紧固件包括螺丝。所述紧固件位于所述固定孔中。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：限位板130，所述限位板130中具有限位口；所述光电转换电路板140嵌在所述限位口中，所述限位板130与所述积分球结构120固定连接。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：位于所述光电转换电路板140和控制电路板150之间的间隔柱(未图示)。所述间隔柱包括焊接柱。所述间隔柱的材料包括铜。所述间隔柱使得所述光电转换电路板140和所述控制电路板150具有一定的间隔，而不起到电学连接的作用。所述光电转换电路板140与所述控制电路板150采用排线电学连接。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：位于所述冷却板100和所述激光器之间的散热介质层。所述散热介质层包括导热硅脂层或石墨片。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：光纤，连接所述激光器和所述入光口。所述光纤位于所述光纤托盘110上。

所述电源输出端包括正极电输出端和负极电输出端；所述激光器具有正极连接端和负极连接端。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：壳体腔200；所述电源体170位于所述壳体腔200内部；位于所述壳体腔200内部的电流互感器180，所述电流互感器180与所述控制电路板150电学连接；穿过所述电流互感器180的正极电输出线，正极电输出线的两端分别连接所述正极电输出端和所述激光器的正极连接端；负极电输出线，所述负极电输出线的两端分别连接所述负极连接端和所述负极电输出端，且所述负极电输出线位于所述电流互感器180的外部。所述电流互感器180实时检测正极电输出线中的电流，并将所获取的电流信号传输至控制电路板。当控制电路板150监测到电流互感器180获取的电流信号异常时，所述控制电路板150能够提供电源体控制信号，使得电源体170的电源输出端的信号切断，这样就使得激光器得到保护，避免激光器在老化过程的工作电流过高。

所述电源体还具有电源输入端；所述激光器寿命老化测试装置还包括：位于所述壳体腔200内部的插头支架190；固定在所述插头支架190上的插头组件(未图示)；插头组件的一端通过电源输入线连接所述电源输入端；插头组件的另一端电学连接外部配电箱。插头组件包括第一插件和第二插件，第一插件和第二插件能够相互插接在一起，也可以在分离开，进而实现电学连接或者电学断开的作用。后期维护时，将插头组件中的第一插件和第二插件分离，然后将电源箱拉出进行检修，而不需要将第一电连接线与电源输入端的接触处拧开。

在一个实施例中，所述插头组件为航空插。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：贯穿所述壳体腔200侧壁的接头组件210，所述接头组件210的一端电学连接所述电源控制端，所述接头组件的另一端电学连接所述控制电路板150。

所述接头组件210还与电流互感器180电学连接，所述电流互感器180检测的电流信号通过接头组件210传输至控制电路板150。

所述接头组件210包括DB9接头。

所述激光器寿命老化测试装置还包括：温度测试单元，所述温度测试单元适于测试所述激光器的温度；所述温度测试单元的信号适于传输至所述控制电路板。当控制电路板监测到温度测试单元获取的温度发生异常时，所述控制电路板能够提供电源体控制信号，使得电源体的电源输出端的信号切断，这样就使得激光器得到保护，避免激光器的温度过高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (16)

1.一种激光器寿命老化测试装置，其特征在于，包括：

积分球结构，所述积分球结构具有入光口和出光口；

激光器，所述激光器发射的激光适于传输至所述入光口；

光电转换电路板，光电转换电路板适于收集所述出光口的光信号；

控制电路板，所述控制电路板与所述光电转换电路板电学连接；

电源体，所述电源体具有电源输出端和电源控制端，所述电源控制端与所述控制电路板电学连接，所述电源输出端与所述激光器电学连接。

2.根据权利要求1所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，所述积分球结构包括第一积分半球结构和与第一积分半球结构固定连接的第二积分半球结构，所述第一积分半球结构中具有若干个第一半球槽，所述第二积分半球结构中具有若干个第二半球槽，第一半球槽与第二半球槽相对设置且一一对应；所述入光口位于第一半球槽背向第二半球槽的一侧；所述出光口位于所述第二半球槽背向第一半球槽的一侧；

所述光电转换电路板设置在第二积分半球结构背向第一积分半球结构的一侧。

3.根据权利要求2所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，所述第一积分半球结构中还具有贯穿第一积分半球结构的第一固定槽，所述第一固定槽位于第一半球槽的侧部且与第一半球槽间隔；所述第二积分半球结构中还具有贯穿第二积分半球结构的第二固定槽，所述第二固定槽位于第二半球槽的侧部且与第二半球槽间隔，所述第二固定槽与所述第一固定槽贯通；

所述激光器寿命老化测试装置还包括：位于所述第一固定槽和第二固定槽中的连接件。

4.根据权利要求2所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，所述第一积分半球结构中还具有第一冷却通道和第一连接通道，所述第一连接通道与所述第一冷却通道贯通；所述第二积分半球结构中还具有第二冷却通道和第二连接通道，所述第二连接通道与所述第二冷却通道贯通；所述第二连接通道与所述第一连接通道相互贯通。

5.根据权利要求2所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，所述积分球结构还包括：位于所述第一半球槽内壁的第一喷砂层；位于所述第二半球槽内壁的第二喷砂层。

6.根据权利要求1所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，还包括：限位板，所述限位板中具有限位口；所述光电转换电路板嵌在所述限位口中，所述限位板与所述积分球结构固定连接。

7.根据权利要求1所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，还包括：位于所述光电转换电路板和控制电路板之间的间隔柱。

8.根据权利要求1所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，还包括：冷却板；所述激光器位于所述冷却板上。

9.根据权利要求8所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，所述冷却板中设置有散热道；部分所述散热道中设置鳍片组，所述鳍片组包括若干间隔的鳍片；所述冷却板中具有激光器定位孔，所述激光器定位孔位于所述鳍片组的周围。

10.根据权利要求8所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，还包括：位于所述冷却板和所述激光器之间的散热介质层。

11.根据权利要求10所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，所述散热介质层包括导热硅脂层或石墨片。

12.根据权利要求1所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，还包括：光纤，连接所述激光器和所述入光口。

13.根据权利要求1所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，所述电源输出端包括正极电输出端和负极电输出端；所述激光器具有正极连接端和负极连接端；

所述激光器寿命老化测试装置还包括：壳体腔；所述电源体位于所述壳体腔内部；位于所述壳体腔内部的电流互感器，所述电流互感器与所述控制电路板电学连接；穿过所述电流互感器的正极电输出线，所述正极电输出线的两端分别连接所述正极电输出端和所述激光器的正极连接端；负极电输出线，所述负极电输出线的两端分别连接所述负极连接端和所述负极电输出端，且所述负极电输出线位于所述电流互感器的外部。

14.根据权利要求13所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，所述电源体还具有电源输入端；

所述激光器寿命老化测试装置还包括：位于所述壳体腔内部的插头支架；固定在所述插头支架上的插头组件；插头组件的一端通过电源输入线连接所述电源输入端；插头组件的另一端电学连接外部配电箱。

15.根据权利要求13所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，还包括：贯穿所述壳体腔侧壁的接头组件，所述接头组件的一端电学连接所述电源控制端，所述接头组件的另一端电学连接所述控制电路板。

16.根据权利要求1所述的激光器寿命老化测试装置，其特征在于，还包括：温度测试单元，所述温度测试单元适于测试所述激光器的温度；所述温度测试单元的信号适于传输至所述控制电路板。

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