CN201673033U - 一种双臂式半导体激光器远场测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双臂式半导体激光器远场测试装置，包括底座、电机和功率探测器，底座上分别固定有器件台、第一电机座和第二电机座，第一电机座和第二电机座上分别设有一组包括电机和功率探测器的旋转检测机构，旋转检测机构还包括有旋转臂，功率探测器通过旋转臂与电机连接，第一电机座上的电机通过旋转臂带动功率探测器在垂直面上绕器件台做旋转运动，第二电机座上的电机通过旋转臂带动功率探测器在水平面上绕器件台做旋转运动。该装置以激光器发光点为圆心，以一固定臂长为半径，带动探测器在激光器发光区域内做180度旋转运动，从而实现对半导体激光器的远场参数的精确测量。

Description

一种双臂式半导体激光器远场测试装置

技术领域

本实用新型属于激光器测试领域，涉及半导体激光器远场参数测试，尤其是一种针对大功率半导体激光器的双臂式远场测试装置。

背景技术

随着半导体激光器制造技术的不断发展，光纤耦合技术作为提高光束质量，改善光斑尺寸的一项新兴技术孕育而生。然而，在半导体激光器同光纤材料进行耦合的过程中，无论是采用直接耦合，还是通过光纤透镜、球形透镜光纤及柱形透镜光纤等间接耦合，判断其耦合方式是否优越的主要标准是耦合效率和失准容忍度。上述两个关键指标同半导体激光器的功率及发散角直接相关，而由于生产工艺等原因造成不同半导体激光器个体的功率及发散角不尽相同，生产厂商给出的只能是一个典型值，用典型值来进行参数估算，必然造成结果的不准确性。

因此，对半导体激光器发散角度的测量就越来越为人们所关注。多年来，人们提出了多种测试半导体发散角的方法。其中常用的测试方法有：(1)垂直定距测量法(半导体激光器参数测量装置[200510115043]专利)。即保持激光器发光点与激光探测垂直距离为一固定值，以水平运动的方式，将激光探测器以垂直以激光器发光轴线的垂直平面移动至激光器发光范围区域，测量不同位置处的激光器光功率，达到远场测试的目的。但是这种方法测试指向比较单一，各测试点参考位置相对与激光器发光点的绝对位置不同，导致各点测试误差比较大。

(2)平行轮廓测量法(轮廓曲面测量系统的闭环控制，长春光学精密机械学院学报2000-4)。即在激光器发光点固定距离处放置一带有水平与垂直刻度的平板，其平面与激光器发光点保持水平，且刻度中心与激光器发光点中心保持同心，这样可以根据几何关系算出激光器的发光角度。这种方法能大致测出激光器的发散角度，但是却无法计算光束质量参数。

(3)CCD光学探测测量(激光光束发散角测试方法[01108756.0]专利)。即距激光器发光点一定距离处放置一CCD摄像机，CCD摄像机镜头接收中心与激光器发光点保持同心，在激光器发光后，通过图形采集的方式得到激光器发光的区域。这种方法能够直观的测量出激光器的发光区域，但是受到CCD本身尺寸与成本的限制，只适用于测量较小功率的激光器远场参数。

(4)间接测量法(基于单片机的激光远场光斑直接测量系统，《光电技术应用》2004-10)。即被检测激光在一定距离照射漫反射靶板，同时触发信号送GPS时统，以记录激光脉冲发射时刻。光电探测器接收脉冲激光信号，经测频、延时后向图像摄取设备(CCD摄像机或热像仪)发出触发信号，使其记录激光光斑图像。记录完毕后由专用软件对各帧图像进行处理得到各脉冲的远场光斑参数。这种方法适用于测量较大功率激光器产品，但是探测器响应时间较长，达10⁵量级，对极端脉冲激光探测(如10ns)效率低，实时性较差，测量精度也不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提出一种双臂式半导体激光器远场测试装置，该装置采用旋转运动的方式，对激光器的发光区域进行等距均匀扫描。即以激光器发光点为圆心，以一固定臂长为半径，带动探测器在激光器发光区域内做180度旋转运动，从而实现对半导体激光器的远场参数的精确测量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：该种双臂式半导体激光器远场测试装置包括底座、电机和功率探测器，所述底座上分别固定有器件台、第一电机座和第二电机座，所述第一电机座和第二电机座上分别设有一组包括电机和功率探测器的旋转检测机构，所述旋转检测机构还包括有旋转臂，功率探测器通过旋转臂与电机连接，所述第一电机座上的电机通过旋转臂带动功率探测器在垂直面上绕器件台做旋转运动，第二电机座上的电机通过旋转臂带动功率探测器在水平面上绕器件台做旋转运动。

上述电机是伺服电机或者步进电机。

上述第一电机座和第二电机座分别固定在由底座侧边垂直向上伸出的第一安装臂和第二安装臂上，所述第二安装臂的上部垂直弯折至器件台的上方。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的装置在激光器功率探测的过程中，能够保持激光器发光点与探测器之间的绝对距离不变，等距的测量激光器发光点远场各点处的光强信息。而且在激光器功率探测的过程中，能够实时且连续的测量激光器远场的功率，其精度仅取决于采样的速度，并且本实用新型涉及的装置均具有结构简单，使用方便快捷的优点。

附图说明

图1-1是实现本实用新型所述装置的结构示意图；图1-2是探测器水平从左至右、垂直从上至下的旋转方式示意图；图1-3是探测器水平从右至左、垂直从上至下的旋转方式示意图；图1-4是探测器水平从左至右、垂直从下至上的旋转方式示意图；图1-5是探测器水平从右至左、垂直从下至上的旋转方式示意图。

其中：1为激光器，2为器件台，3为底座，4.1为第一电机座，4.2为第二电机座，5为电机，6为旋转臂，7为功率探测器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

本实用新型的双臂式半导体激光器远场测试装置对激光器的测试方法包括为：以激光器发光点为圆心，以一固定臂长L为半径，使探测器在激光器发光点的发光区域绕激光器的发光点在水平面和垂直面上分别做180度的等距均匀扫描；以上所述的探测器均是功率探测器。

为了实现以上的远场测试方法，本实用新型采用旋转臂双轴运动方式：即保持激光器发光位置固定，采用与激光器发光点水平与垂直两个方向运动轴，每一个轴均固定一探测器，以固定的臂长进行绕激光器发光点各180度旋转，从而得到激光器远场快轴与慢轴数据信息。这种实现方式的具体装置如图1-1所示，该装置包括底座3、电机5和功率探测器7。底座3上分别固定有器件台2、第一电机座4.1和第二电机座4.2。第一电机座4.1和第二电机座4.2上分别设有一组包括电机5和功率探测器7的旋转检测机构，旋转检测机构还包括有旋转臂6，功率探测器7通过旋转臂6与电机5连接，第一电机座4.1和第二电机座4.2分别固定在由底座3侧边垂直向上伸出的第一安装臂3.1和第二安装臂3.2上，第二安装臂3.2的上部垂直弯折至器件台2的上方。第一电机座4.1上的电机5通过旋转臂6带动功率探测器7在垂直面上绕器件台2做旋转运动，第二电机座4.2上的电机5通过旋转臂6带动功率探测器7在水平面上绕器件台2做旋转运动。本实用新型电机5的最优方案是选择伺服电机。在该装置中，其两组旋转检测机构分别固定于两个垂直的平面上，两组旋转检测机构中的两个旋转臂6端部的运动轨迹保持同心但不同面(处于相互垂直的两个平面上)。该装置工作时，包括两组旋转检测机构同时运动或者两组旋转检测机构顺序运动两种方式。将激光器固定在器件台2上，第二电机座4.2中旋转臂6上的功率探测器7的运动可以是正对激光器发光点从左至右或从右至左；第一电机座4.1上的旋转臂6上的功率探测器7的运动可以是正对激光器1发光点从上至下或从下至上。其运动示意如图1-2至1-5所示。

综上所述，本实用新型涉及的双臂式半导体激光器远场测试装置不仅很好的解决了传统远场测试方法缺点，并且物理实现较为简单，远场参数描述全面，具备良好的应用前景。

Claims (3)

1.一种双臂式半导体激光器远场测试装置，包括底座(3)、电机(5)和功率探测器(7)，其特征在于：所述底座(3)上分别固定有器件台(2)、第一电机座(4.1)和第二电机座(4.2)，所述第一电机座(4.1)和第二电机座(4.2)上分别设有一组包括电机(5)和功率探测器(7)的旋转检测机构，所述旋转检测机构还包括有旋转臂(6)，功率探测器(7)通过旋转臂(6)与电机(5)连接，所述第一电机座(4.1)上的电机(5)通过旋转臂(6)带动功率探测器(7)在垂直面上绕器件台(2)做旋转运动，第二电机座(4.2)上的电机(5)通过旋转臂(6)带动功率探测器(7)在水平面上绕器件台(2)做旋转运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述电机(5)为伺服电机或者步进电机。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一电机座(4.1)和第二电机座(4.2)分别固定在由底座(3)侧边垂直向上伸出的第一安装臂(3.1)和第二安装臂(3.2)上，所述第二安装臂(3.2)的上部垂直弯折至器件台(2)的上方。

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