CN207180992U - 一种激光器的出厂参数检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光器的出厂参数检测装置，包括测试柜，测试柜的外壁设置有视窗以及显示面板，该测试柜内设置有安装平台，安装平台上设置有激光器安装位，该激光器安装位用于固定被检测的测试件，安装平台上安装有激光功率检测组件和激光光斑检测组件，激光功率检测组件包括反射激光的反光板以及用于检测反光板反射的激光功率检测器，激光光斑检测组件包括透镜和CCD摄像机，该透镜固定在测试件发射的激光束光路的焦点处，CCD摄像机用于检测透镜反射的部分激光的光斑大小，其设备制作简单，并且廉价，能够稳定安全的进行测试激光器的光斑和功率。

Description

一种激光器的出厂参数检测装置

技术领域

本实用新型涉及激光检测设备领域，更具体的说是涉及一种激光器的出厂参数检测装置。

背景技术

半导体激光器作为高可靠光源，具有功耗低、重量轻、寿命长、体积小、价格低廉等特点，经过光学整形，实现半导体激光器功率和亮度大大提高，可广泛用于切割、焊接、熔覆、淬火等领域，不同领域的半导体激光器需要在满足标准之后才能达到使用要求，在通过光学整形后由于芯片在封装装配过程中可能出现偏差，以及光学处理过程中手工操作的影响，在激光器的远场中都会成倍数的放大，影响激光器本身的光学特性，在批量化生产半导体激光器，半导体激光器在出厂时需要检测其光斑大小和其激光的功率大小，半导体激光器的额定功率大小是激光工艺参数的重要指标，只有合适的激光功率才能保障激光器和光路系统长时间稳定工作，同时也是实现最佳加工质量的决定因素，半导体激光器的远场光斑可能出现偏离轴线、光强分布不均匀、变形等问题，严重影响激光器的正常使用，所以半导体光斑大小检测是出厂指标中重要指标，现有技术中没有合适的一种半导体激光器的出厂的检测装置，一般通过购买现有的光斑检测装置和激光功率检测装置，不能够同时检测光斑和功率，在开放的空间处检测，周围环境对检测结果有一定的影响，同时测试检测人员容易被激光误伤，没有安全保障。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种激光器的出厂参数检测装置，其设备制作简单，并且廉价，能够稳定安全的进行测试激光器的光斑和功率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种激光器的出厂参数检测装置，包括测试柜，该测试柜内设置有安装平台，安装平台上设置有激光器安装位，该激光器安装位用于固定被检测的测试件，安装平台上安装有激光功率检测组件和激光光斑检测组件，激光功率检测组件包括反射激光的反光板以及用于检测反光板反射的激光功率检测器，激光光斑检测组件包括透镜和 CCD摄像机，该透镜固定在测试件发射的激光束光路上，CCD摄像机用于检测透镜反射的部分激光的光斑大小。

作为本实用新型的进一步改进，透镜分别与CCD摄像机以及测试件所发射的激光束之间呈45°夹角。

作为本实用新型的进一步改进，安装平台上还设置有接收测试件发射的激光束的光束挡板，该光束挡板设置在激光器安装位相对激光束光路的另一端，光束挡板朝向激光器安装位方向设置有光束导热片。

作为本实用新型的进一步改进，安装平台上还安装有激光波长测量器，该激光波长测量器的接收面朝向光束挡板的接收面，该激光波长测量器用于检测光束挡板散射出来的光束波长。

作为本实用新型的进一步改进，反光板后端设置有驱动装置，该驱动装置带动反光板周期性反射测试件的激光束，使得激光功率检测器周期性接收经反光板反射的激光。

作为本实用新型的进一步改进，激光功率检测器包括依次排列贴合的导热片、半导体制冷片和恒温基座，该恒温基座用于保持半导体制冷片恒定温度。

作为本实用新型的进一步改进，恒温基座为制冷散热箱，该制冷散热箱包括有外壳体，该外壳体为导热壳体，所述外壳体设置有进水(10)和出水口，所述外壳体内设置有与进水口和出水口相通的容纳腔，该进水口连接冷凝水管，该出水口连接有回流管，进水口设置有电磁阀，外壳体上设置有温度感应器，该温度感应器与电磁阀耦接，该温度感应器用于控制电磁阀的开合。

作为本实用新型的进一步改进，驱动装置为电机，反光板包括接收面呈扇形的反光镜，反光镜为全反射镜片，反光镜的接收面的圆心角呈1-10°。

作为本实用新型的进一步改进，反光镜一端延伸有平衡板，平衡板靠近反光镜一端开有安装孔，该安装孔连接电机的输出轴，平衡板与反光镜在安装在电机的输出轴上时保持平衡。

作为本实用新型的进一步改进，激光功率检测组件还包括有固定底板，该固定底板上设置安装座，安装座上设置有“L”型的安装板，该“L”型的安装板包括垂直设置的底板和立板，该底板与安装座固定连接，立板固定连接电机，该立板开有供电机的输出轴伸出的通孔，激光功率检测器固定安装在安装座上，该激光功率检测器与测试件的激光束呈水平方向设置。

本实用新型的有益效果为：通过将激光功率检测组件和激光光斑检测组件合理的设置在测试柜内，固定被测试件的放置固定位置，实现被测试件能够稳定安全的进行测试激光器的光斑和功率，其设备制作简单，并且廉价，能够适用较多型号的半导体激光器的出厂测试。

附图说明

图1为本实用新型的前视视角的立体结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为激光功率检测组件的结构示意图；

图4为激光功率检测器的结构示意图；

图5为反光板的结构示意图；

图6为本实用新型的俯视视角的立体结构示意图；

图7为本实用新型电机的安装示意图；

图8为测试件与激光光斑检测组件的安装结构示意图。

1、激光功率检测组件；2、反光板；3、激光功率检测器；4、驱动装置；5、导热片；6、半导体制冷片；7、恒温基座；8、外壳体；9、通孔；10、进水口；11、出水口；12、冷凝水管；13、回流管；14、电磁阀；15、温度感应器；16、电机；17、反光镜；18、平衡板；19、安装孔；20、固定底板；21、安装座； 22、安装板；23、底板；24、立板；25、测试件；26、测试柜；27、视窗；28、显示面板；29、安装平台；30、激光器安装位；31、激光光斑检测组件；32、透镜；33、CCD摄像机；34、光束挡板；35、光束导热片；36、激光波长测量器。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本实用新型做进一步的详述。

参照图1-8所示，本实施例公开的一种激光器的出厂参数检测装置，包括测试柜26，测试柜26的外壁设置有视窗27以及显示面板28，该测试柜26内设置有安装平台29，安装平台29上设置有激光器安装位30，该激光器安装位30 用于固定被检测的测试件25，安装平台29上安装有激光功率检测组件1和激光光斑检测组件31，激光功率检测组件1包括反射激光的反光板2以及用于检测反光板2反射的激光功率检测器3，激光光斑检测组件31包括透镜32和CCD 摄像机33，该透镜32固定在测试件25发射的激光束光路上，测试件所发射的光束形成聚焦焦点，将透镜32设置在聚焦焦点处，CCD摄像机33用于检测透镜32反射的部分激光的光斑大小。

将激光功率检测组件1和激光光斑检测组件31设置在测试柜26内，使得被检测的测试件25能够在稳定的环境中被检测，通过在测试柜26上开有视窗 27和显示面板28，其显示面板28还设置有计算处理单元，该计算处理单元与激光功率检测器3以及CCD摄像机33耦接，激光功率检测器3以及CCD摄像机33的检测结构显示在显示面板28上，同时可以通过视窗27观察安装平台29 上的激光功率检测器3以及CCD摄像机33的工作状态，将测试件25固定在激光器安装位30上，使得其激光发射头朝向激光功率检测器3以及CCD摄像机 33设置方向，测试件25发射出的激光束打到透镜32上，其透镜32设置在测试件25的激光焦点处，其透镜32位将少量的激光反射到CCD摄像机33上，CCD 摄像机33捕捉光斑的形状和大小，以一比一成像传输到显示面板28上，通过计算处理单元能够准确的得出测试件25的激光束光斑大小，该CCD摄像机33 的型号可以选择为MTV21881，该透镜32反射0.1％的光，其他光束透过透镜 32直射到反光板2上，反光板2将激光束折射到激光功率检测器3上，激光功率检测器3检测激光束的功率值，透镜32反射的0.1％的光对激光功率检测器3 的检测值大小的影响可以通过计算处理单元补偿，，其检测过程方便，并且安全，能够有效防护测试人员误触接触到激光。

作为改进的一种具体实施方式，透镜32分别与CCD摄像机33以及测试件 25所发射的激光束之间呈45°夹角。

使得激光束的反射路线最短，以减少激光束在反射过程中的光束扩散对检测结果造成误差。

作为改进的一种具体实施方式，安装平台29上还设置有接收测试件25发射的剩余激光束的光束挡板34，该光束挡板34设置在激光器安装位30相对激光束光路的另一端，光束挡板34朝向激光器安装位30方向设置有光束导热片35。

通过在设置光束挡板34，接收测试件25在检测过程中未被反射到激光功率检测组件1的激光束能量，通过光束挡板34上的光束导热片35吸热，并且在光束导热片35后端设置散热装置，将热量扩散，使得测试件25的激光束的能量能及时得到扩散转换，避免测试柜26以及其他测试组件被高能量的激光束熔断。

作为改进的一种具体实施方式，安装平台上还安装有激光波长测量器36，该激光波长测量器36的接收面朝向光束挡板34的接收面，该激光波长测量器36 用于检测光束挡板34散射出来的光束波长。

激光波长测量器36设置在测试件25激光发射光路的侧边，通过接收光束挡板34漫射的光束测量测试件25的波长，激光波长测量器36与计算处理单元耦接，实现本检测装置检测激光器的激光束的功率、光斑以及波长能够同时检测，减少检测步骤，将数据同时输出到显示面板28上。

作为改进的一种具体实施方式，反光板2后端设置有驱动装置4，该驱动装置4带动反光板2周期性反射测试件25的激光束，使得激光功率检测器3周期性接收经反光板2反射的激光。

反光板2相对透光板具有较好的稳定性，反光板2设置在激光器发射光路的前方，反光板2与激光器的激光束发射面形成的夹角和反光板2与激光检测组件的接收面之间的夹角相相等，使得光束路径通过反光板2能够准确的投射到激光检测组件的接收面上，反光板2接收的激光束反射到检测组件的接收面，反光板2周期性反射激光器的激光束，通过驱动装置4带动反光板2出现在激光器发射光路前端，其驱动方式可以为带动反光板2的在光路上下位置或者侧向位置上推拉或者带动反光板2做经过光路的圆周运动，实现其将激光束以一定频率的能量传递给激光功率检测器3，使其能够在单位时间内将少量的激光束传送给激光功率检测器3，以减少激光功率检测器3单位时间内所接收的能量，，替换了传统的分光镜在固定位置上反射少量的激光束进行检测激光器的功率，以避免使用分光镜由于其安装角度或者不同测试件25以不同角度出射的激光、不同波长的激光或者在其表面镀膜的不稳定导致的误差。

作为改进的一种具体实施方式，激光功率检测器3包括依次排列贴合的导热片5、半导体制冷片6和恒温基座7，该恒温基座7用于保持半导体制冷片6 恒定温度。

激光束散射到导热片5上，产生热量，恒温基座7保持温度恒定，通过导热片5与恒温基座7之间形成温差使半导体制冷片6形成电流差，其电流差通过数据转换能够的计算出激光束的功率。

作为改进的一种具体实施方式，恒温基座7为制冷散热箱，该制冷散热箱包括外壳体8，外壳体8为导热壳体，该导热壳体内设置有容纳腔，所述外壳体 8设置有进水口10和出水口11，所述外壳体8内设置有与进水口10和出水口 11相通的容纳腔，该进水口10连接冷凝水管12，该出水口11连接有回流管13，进水口10设置有电磁阀14，外壳体8上设置有温度感应器15，该温度感应器 15与电磁阀14耦接，该温度感应器15用于控制电磁阀14的开合，在温度高时打开电磁阀14，在温度低时关闭电磁阀14，保证恒温基座7保持恒定温度。

其制冷散热箱连接制冷容纳腔，通过冷凝水的回流连接对恒温基座7进行控温，恒温基座7控制温度恒定，在外壳体8上设置有实时监测温度的温度传感器，通过在进水口10设置电磁阀14与温度传感器的耦接，实现对外壳体8 的温度实时反馈调节，保持恒温基座7的温度恒定，使得检测结果的精确度更高，当导热片5接收的激光束越强时，其温度越高，和恒温基座7的温差值越大，由塞贝克效应可知其电流会越大。

作为改进的一种具体实施方式，驱动装置4为电机16，反光板2包括接收面呈扇形的反光镜17，反光镜17为全反射镜片，反光镜17的接收面的圆心角呈1-10°。

电机16带动反光板2在测试件25发射的激光束的光路上做圆周运动，其反光镜17选择全反射镜片，将单位时间内激光器发射出的激光束全部反射到激光功率检测装置上，能够避免减少透光率来选择不同种类的透光镜，其透光镜由于本身特性所带来的误差，并且本实用的反光板2并不是固定在一个位置上，以周期性运动出现反射激光器反射的光束，与通过设置透光镜或者分光镜来减少单位时间内的反射的激光束相同，本实用选择全反射镜片并不会使得激光功率检测装置过载，反光板2上设置有圆周角呈小角度的扇形的反光镜17，通过将特定的角速度与圆周角相乘得出其截取激光束的时间为t，激光功率检测组件1能够检测出t时间内接收的激光束的功，通过将激光束所做的功除以时间t能够得出激光功率检测组件1接收到的激光束的功率，全反射镜片的夹角角度设置成适应所检测的激光束的光斑大小，使得全反射镜片在尽量少的时间内接收激光束，使得导热板在单位时间内能够更加均匀的将接收到的激光束转换为热量。

作为改进的一种具体实施方式，反光镜17一端延伸有平衡板18，平衡板 18靠近反光镜17一端开有安装孔19，该安装孔19连接电机16的输出轴，平衡板18与全反射镜片在安装在电机16的输出轴上时保持平衡。

电机16的输出轴通过安装孔19限位，能够使电机16输出轴转动更加稳定，其平衡板18与全反射镜在转动时保持平衡，能够使得转动运动保持高精准度的匀速。

作为改进的一种具体实施方式，激光功率检测组件1还包括有固定底板20，该固定底板20上设置安装座21，安装座21上设置有“L”型的安装板22，该“L”型的安装板22包括垂直设置的底板23和立板24，该底板23与安装座21固定连接，立板24固定连接电机16，该立板24开有供电机16的输出轴伸出的通孔 9，激光功率检测器3固定安装在安装座21上，该激光功率检测器3与测试件 25的激光束呈水平方向设置。

通过将电机16和激光功率检测器3安装在安装座21上，保持激光功率检测器3与激光器的光束保持水平位置，电机16通过安装板22固定，使得在不影响电机16输送轴的设置方向的同时将电机16固定在安装座21上，保持电机 16输出轴稳定输出转动。

综上，本实用新型公开的一种激光器的出厂参数检测装置，其结构简单，能够广泛应用到激光器的出厂自检或者产品研发检验过程，通过将激光功率检测组件1和激光光斑检测组件31合理的设置在测试柜26内，固定被测试件25 的放置固定位置，实现被测试件25能够稳定安全的进行测试激光器的光斑和功率、波长等，其设备制作简单，并且廉价，其通过反光板2反射激光束，在特定频率下通过预设反射一小段时间内的激光束，等频率检测一小段时间内的激光束能量得出激光束的功率，求其平均值，使得其检测结果稳定性和精确度更强，通用性更强。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于，包括测试柜(26)，该测试柜(26)内设置有安装平台(29)，所述安装平台(29)上设置有激光器安装位(30)，该激光器安装位(30)用于固定被检测的测试件(25)，所述安装平台(29)上安装有激光功率检测组件(1)和激光光斑检测组件(31)，所述激光功率检测组件(1)包括反射激光的反光板(2)以及用于检测反光板(2)反射的激光功率检测器(3)，所述激光光斑检测组件(31)包括透镜(32)和CCD摄像机(33)，该透镜(32)固定在测试件(25)发射的激光束光路上，所述CCD摄像机(33)用于检测透镜(32)反射的部分激光的光斑大小。

2.根据权利要求1所述的一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于：所述透镜(32)分别与CCD摄像机(33)以及测试件(25)所发射的激光束之间呈45°夹角。

3.根据权利要求1或2所述的一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于：所述安装平台(29)上还设置有接收测试件(25)发射的激光束的光束挡板(34)，该光束挡板(34)设置在激光器安装位(30)相对激光束光路的另一端，所述光束挡板(34)朝向激光器安装位(30)方向设置有光束导热片(35)。

4.根据权利要求3所述的一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于：所述安装平台(29)上还安装有激光波长测量器(36)，该激光波长测量器(36)的接收面朝向光束挡板(34)的接收面，该激光波长测量器(36)用于检测光束挡板(34)散射出来的光束波长。

5.根据权利要求4所述的一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于：所述反光板(2)后端设置有驱动装置(4)，该驱动装置(4)带动反光板(2)周期性反射测试件(25)的激光束，使得激光功率检测器(3)周期性接收经反光板(2)反射的激光。

6.根据权利要求5所述的一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于：所述激光功率检测器(3)包括依次排列贴合的导热片(5)、半导体制冷片(6)和恒温基座(7)，该恒温基座(7)保持恒定温度。

7.根据权利要求6所述的一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于：所述恒温基座(7)为制冷散热箱，该制冷散热箱包括有外壳体(8)，该外壳体(8)为导热壳体，所述外壳体(8)设置有进水口(10)和出水口(11)，所述外壳体(8)内设置有与进水口(10)和出水口(11)相通的容纳腔，该进水口(10)连接冷凝水管(12)，该出水口(11)连接有回流管(13)，所述进水口(10)设置有电磁阀(14)，所述外壳体(8)上设置有温度感应器(15)，该温度感应器(15)与电磁阀(14)耦接，该温度感应器(15)用于控制电磁阀(14)的开合。

8.根据权利要求7所述的一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于：所述驱动装置(4)为电机(16)，所述反光板(2)包括接收面呈扇形的反光镜(17)，所述反光镜(17)为全反射镜片，所述反光镜(17)的接收面的圆心角呈1-10°。

9.根据权利要求8所述的一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于：所述反光镜(17)一端延伸有平衡板(18)，所述平衡板(18)靠近反光镜(17)一端开有安装孔(19)，该安装孔(19)连接电机(16)的输出轴，所述平衡板(18)与反光镜(17)在安装在电机的输出轴上时保持平衡。

10.根据权利要求9所述的一种激光器的出厂参数检测装置，其特征在于：所述激光功率检测组件(1)还包括有固定底板(20)，该固定底板(20)上设置安装座(21)，所述安装座(21)上设置有“L”型的安装板(22)，该“L”型的安装板(22)包括垂直设置的底板(23)和立板(24)，该底板(23)与安装座(21)固定连接，所述立板(24)固定连接电机(16)，该立板(24)开有供电机(16)的输出轴伸出的通孔(9)，所述激光功率检测器(3)固定安装在安装座(21)上，该激光功率检测器(3)与测试件(25)的激光束呈水平方向设置。