CN1619899A

CN1619899A - 一种半导体激光器老化方法

Info

Publication number: CN1619899A
Application number: CN 200410085345
Authority: CN
Inventors: 何德毅; 唐宽平; 马军
Original assignee: ZHONGKE PHOTOELECTRONICS CO Ltd HUIZHOU
Current assignee: ZHONGKE PHOTOELECTRONICS CO Ltd HUIZHOU
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2005-05-25

Abstract

一种多路半导体激光器老化方法，将半导体激光二极管LD逐只装在多路LD测试及老化夹具上，该夹具与配备有电源及与中央分析、控制计算机联接的多路恒功率控制电路联接；计算机首先测试与夹具上某只LD匹配的恒功率电阻，再将多路恒功率控制电路中与该只LD匹配的功率控制电路单元与其联通，使该只LD在与实际工况相同或相近似的环境下进行老化，然后再对余下的待测LD逐个完成前述步骤。本发明利用的设备多为对现有设备的改造，使设备的电路更加简单、可靠性增加且操作方便，只需接上电源即可以进行老化；老化效率高，老化结果更准确、更实用；免调试且又恒功率工作，使得LD不会受到损害。

Description

一种半导体激光器老化方法

技术领域

本发明涉及一种半导体器件检测方法，特别是指一种半导体激光器老化检测方法及其使用的设备。

背景技术

半导体激光器(下称LD)的老化，是生产厂家产品出厂之前必须经过的一道生产检验流程，经过老化筛选后的LD才能确保其质量及使用寿命。传统的激光器老化筛选方法及设备很多，如美国“5172365”号专利公开了一种激光器寿命测试系统，本申请人申请号为“01129827.8”的专利申请也公开了一种激光器老化筛选设备和筛选方法。这些专利公开的老化流程方案是：将激光器安装在专用夹具上→调节电位器或改变D/A转换的值从而改变激光器的工作电流→检测激光器的功率及其它参数→分析参数确定激光器的质量或寿命。这种传统的方法和设备的工作原理是利用通常的恒功率控制电路，使之兼容各种参数范围的LD且通过附加一个可调电位器，通过将可调电位器调节到不同值从而使不同的LD都工作在相同的功率下。但这种传统的方法和设备在大批量生产中暴露出许许多多的缺陷和不足，概括起来有以下几点：一是由于必须配备调节工作电流的电路和检测激光器各类参数的电路，使得传统的老化设备非常复杂，要保证设备可靠地运行就显得非常困难，由于设备不可靠而导致产品中的良品被损坏的数量非常多；二是传统的老化设备由于电路中需要调节工作电流，而各LD之间的参数值差异非常大，设备调节的范围又总是有限的，因而不管是用手工调节还是自动调节都会对某些LD造成伤害；三是传统的老化设备大都是采用交流电源供电，尽管在电源上采取各种措施加以保护和隔离，设备上还是会有各种对LD有害的干扰和冲击成分，特别是在交流电源环境不好的地方和有雷电的时候；四是虽然人们认为传统的老化方法考核了LD的综合参数，但因LD的用途非常广泛，这些方法根本无法对应关注的参数进行全面考核。因而造成考核的参数多，却又不全面、无重点，进而出现在有些应用领域老化的结果与实际应用的结果相悖，即某些LD在老化结果中认为性能非常好，但在实际应用中却发现性能非常差。而在大批量生产中我们更希望能针对产品实际用途进行老化，这样才能更多地发现LD在实际应用中可能会出现的问题。

另外，在传统的老化方法中，为了减少以上所说的因调试而导致的LD损坏，也采取了一种恒流老化的方法，即给所有LD加上恒定的电流进行老化，这种方法因LD工作电流分布范围较大会造成对一部分LD过流老化(即所设定的恒流值大于其工作电流值)影响其寿命，而另一部分LD则工作在欠饱和状态下(即所设定的恒流值小于其工作电流值)使之起不到老化的效果。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种电路简单、操作方便、免调试且又恒功率工作、对LD无害且可模拟LD实际应用工况来进行老化的方法及其设备。

根据上述目的设计了一种半导体激光器老化方法，该方法是在老化电路中，采用一组或相互并联的恒功率老化电路的组合，每一组恒功率老化电路由相互并联的恒功率老化电路的单元电路组成，每个恒功率单元电路中与半导体激光二极管LD功率相对映的恒功率电阻阻值在整个老化电路中具有唯一性。其中，所述的电阻取值为1～50000欧姆。

具体操作时，将待老化的LD逐只装在LD测试及老化夹具上，并将该测试及老化夹具与配备有电源及与中央分析、控制计算机联接的恒功率老化电路联接；计算机首先测试与夹具上某只LD需要的、与之相匹配或基本匹配的恒功率电阻值，再从老化电路中找出与该只LD匹配的恒功率单元电路与其联通，使该只LD在与实际工况相同或相近似的环境下进行老化，依此再对余下的待测LD逐个完成前述步骤。

本发明采用一组或几组恒功率老化电路，每一组恒功率老化电路又由N个恒功率老化电路单元组成，N个恒功率老化电路单元中除恒功率电阻的阻值是各不相同外，其余的元器件及参数均一样；对于任意一只待老化的LD，都可以在恒功率老化电路中找到一个恒功率老化电路单元，该单元电路中恒功率电阻的特殊取值与所述LD的参数配合起来可以使其正好工作在指定的、所需老化的恒定功率下，例如5mW恒功率老化、6mW恒功率老化等。为使LD工作在指定功率下从而达到老化效果，采用的是选择电阻而不是调节可调电阻的方法，这种方法可以大大减少因调节可调电阻而损坏的LD的数量。同时，为了达到较高的操作效率，采用了计算机自动测算每只待老化的激光器需对应的恒功率老化电路单元的电阻值，计算机测算的依据是激光器的参数和电路参数；为了提高装拆效率，本发明采用的老化设备中所用的夹具为15路老化夹具。本发明利用的设备多为对现有设备的改造，同时引入新的思路和方法进行优化，使电路更加简单，可靠性增加且操作方便，只需接上电源即可以进行老化；老化效率高，每个夹具每次可以夹接多只LD，装、卸LD的效率高，做到了有针对性的老化，使得老化结果更准确、更实用；免调试且又恒功率工作，使得LD不会在调试过程中受到损害；供电电源采用蓄电池，使LD免受交流电源上的干扰和雷电所带来的冲击。

附图说明

附图1是为本发明具体实施例——15路激光器老化设备的单元示意图；附图2为本发明具体实施例——15路激光器老化设备的夹具剖视示意图；附图3为本发明中功率控制电路的具体实施方案之一的原理示意图；附图4为本发明中功率控制电路的具体实施方案之二的原理示意图；附图5为本发明电路联接示意框图。

具体实施方式

本发明的思路是：半导体激光器LD的应用中，总是要求LD能够工作在恒定功率下，为此就必须提供一种恒功率控制电路。在LD被应用到实际产品之前，为保证LD应用产品的寿命和LD在应用过程中的质量，总是希望LD能在与其应用情况相近似的恒功率控制电路中被老化，并且更希望老化功率与实际应用情况下的工作功率相同或者老化功率高于实际应用情况下的工作功率。同时为了更加接近于LD实际工作情况，也为了保护LD，在老化过程中不能进行任何调节(在LD的实际应用中不会总是调节)。

为满足以上要求，人们当然可以直接将LD实际应用的恒功率控制电路或接近于实际应用的电路作为老化电路。但由于通常的恒功率控制电路为兼容各种参数范围的LD都能工作在指定的工作功率下，必须加一个可调电位器用于调节工作功率，通过将可调电位器调节到不同值从而使不同的LD都工作在相同的功率下；也就是说，要使不同LD工作在同一个功率下，每一只LD必定对应一个特定的电阻值，该电阻值的大小由对应的LD的参数决定。这样一来，假如我们在每只LD参数测出来后就通过公式计算出该LD对应的特定电阻值的话，就可以在恒功率控制电路中装上特定的电阻而不必装电位器，便可满足上述“在老化过程中不进行任何调节”的要求；同时，为了使LD免受交流电源上的干扰和雷电所带来的冲击，本发明采用蓄电池给这些简易的老化电路供电。

本发明的最佳实现方式如下：

一种多路半导体激光器老化方法，采用的设备基于对现有设备的利用，整个老化设备包括多个多路老化设备基本模块，每个多路老化设备基本模块包括电源部分、多路恒功率控制电路和多路LD夹具。其中电源用于给多路功率控制电路和多路LD夹具上的LD供电(如图5所示)；多路恒功率控制电路用于给多路LD夹具上的LD提供电流以及接收各LD上的监测电流Imo作为负反馈以稳定对应LD的功率；多路LD夹具主要用于给各LD提供良好的电接触，同时给LD散热以及对LD进行防静电保护，多路功率控制电路中无调节电位器，这样当一个特定LD装在一个特定的功率控制电路中时其功率为一固定的恒定功率。在整个老化设备中有许多功率控制电路单元，每一个单元中的电路参数不一样，而不同参数的LD总可以在众多的电路中找到一个与其相匹配或接近匹配，使之与其配合后可以工作在所需的指定功率。对于某一个LD，选取对应的老化电路的工作可以由中央芯片或中央分析、控制计算机通过软件借助计算实现。

下面结合具体实施例和附图来对本发明作进一步详细描述：

附图1所示为本发明方法中所使用设备的具体实施例——一个15路老化设备的基本模块，该夹具中夹有一块电路板4，电路板4中包含15个配合金属夹具的中间开槽的金手指2，金手指用于夹接LD并将LD三个引脚中两个引脚的电极引出到恒功率控制电路中；LD的第三个引脚与LD的管壳相连，该引脚被置于金手指中间的槽里，通过采用T型橡胶8将其与夹具中的金属体1可靠连接；电路板4中还包含用于连接蓄电池的电源插座5和15个恒功率控制电路单元3。由图中可以看出该老化设备基本模块非常简单。

附图2所示为一个15路老化设备基本模块的夹具剖视图。该夹具采用挤压式结构，并采用T型橡胶，可以将激光器的三只管脚都夹紧并使之与恒功率控制电路或夹具中的金属体良好地接触。该夹具为金属铝合金结构，可以使激光器良好的散热，也可以使激光器周围的静电得到较好地泄放。因此该夹具具有如下特点：①使激光器可靠地与外电路连接；②良好的散热作用；③良好的静电防护作用。

附图3和附图4分别为针对两种不同封装形式的LD的恒功率控制电路实施例。图中LD即是我们通常称为激光器中的激光二极管，PD是为了监视激光二极管的光功率而与LD封装在一起的光探测器。恒功率控制电路的作用即是将PD探测到的光功率(电流信号Imo)用于反馈控制端形成负反馈，用以控制激光二极管的工作电流从而控制激光二极管的光功率恒定不变。

在附图3中，Q₁和Q₂为两个放大三极管，Q₁用于放大Imo的反馈信号，从而驱动Q₂为LD提供工作电流，电阻R₂、电容C₁和C₂都是用于滤波或吸收电源浪涌的元件，R₄则将Q₂的发射极电压抬高，使Q₂的管压降减少，从而降低Q₂的发热，Vcc为3V～5V的电源。

在附图4中，U1A和U1B为两个运算放大器，D1为一个二极管，Z1为一个稳压二极管，Z1和电阻R3、R4、R8组成的电路给U1B的反向输入端提供一个稳定的参考电压；U1A接成一个射极跟随器，从PD探测到的反映光功率大小的电流信号Imo在电阻R1上产生的电压，经射极跟随器U1A后通过电阻R2加到U1B的正向输入端，U1B的输出通过电阻R2和二极管D1控制驱动三极管Q₁，驱动三极管Q₁为LD提供工作电流。

在传统的方法中，附图3和附图4中的R₁都采用一个电位器，以使该电路在适应不同参数的LD时可以通过调节电位器来让各种LD都工作在指定要老化的功率状态下。而在本发明中，则采取如下方式确保LD在指定功率下老化：

①据调节电位器的经验确定R₁的分布情况；

②将R₁分布范围中的各种阻值的电阻分别装在一定数量的恒功率老化电路中，并标识每块电路板上的R₁所选用的电阻值；

③测出待老化的LD参数；

④根据LD参数、恒功率控制电路的参数确定每一只LD与电阻R₁之间一一对应的经验公式；

⑤根据此经验公式确定每一只LD工作在指定功率下所要配的电阻R₁的值；

⑥在已装好各种电阻R₁(已标识好)的恒功率控制电路中选择R₁匹配的通道装上相匹配的LD；

⑦接通电源后LD即能直接工作在指定功率下，完成对LD的老化试验。

Claims

1、一种半导体激光器老化方法，其特征是在老化电路中，

采用一组或相互并联的恒功率老化电路的组合，每一组恒功率老化电路由相互并联的恒功率老化电路的单元电路组成，每个恒功率单元电路中与半导体激光二极管LD功率相对映的恒功率电阻阻值在整个老化电路中具有唯一性。

2、根据权利要求1所述的老化方法，其特征是所述的电阻取值为1～50000欧姆。

3、根据权利要求2所述的老化方法，其特征是将待老化的LD逐只装在LD测试及老化夹具上，将该测试及老化夹具与配备有电源及与中央分析、控制计算机联接的恒功率老化电路联接；计算机首先测试与夹具上某只LD需要的、与之相匹配的恒功率电阻值，再从老化电路中找出与该只LD匹配的恒功率单元电路与其联通，使该只LD在与实际工况相同或相近似的环境下进行老化，依此再对余下的待测LD逐个完成前述步骤。