CN219574424U - 透镜耦合设备及半导体激光器生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种透镜耦合设备及半导体激光器生产系统，涉及半导体激光器制造技术领域，包括调整组件、光束分析组件和折射镜；所述调整组件包括第一驱动机构和吸嘴；所述折射镜用于设置在所述透镜的一侧；所述光束分析组件包括第二驱动机构和光束分析仪；利用第一驱动机构带动吸嘴移动，以调节透镜与半导体激光器半成品的壳体的相对位置和倾角，读取光束分析仪上的数值来判断透镜是否位于最佳位置(最佳位置时的数值根据经验值确定)，第二驱动机构能够带动光束分析仪朝向或远离折射镜移动，实现光束的近场和远场测试；能提高透镜耦合的工作效率，减少透镜耦合的工作时间。

Description

透镜耦合设备及半导体激光器生产系统

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器制造技术领域，尤其是涉及一种透镜耦合设备及半导体激光器生产系统。

背景技术

透镜是半导体激光器的光学元件之一，透镜的耦合精度与半导体激光器的质量息息相关。

现有的透镜耦合方式中，利用人工手动将透镜放置在半导体激光器半成品内，并不断调节透镜的位置及角度，还需要人工调节光束分析仪的位置，以进行光束的近场测试和光束远场测试。

上述过程均由人工完成，会导致透镜耦合的时间较长，工作效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种透镜耦合设备，以解决现有技术中的透镜耦合的工作效率较低的技术问题。

本实用新型提供的透镜耦合设备，包括调整组件、光束分析组件和折射镜；

所述调整组件包括第一驱动机构和吸嘴；所述第一驱动机构与所述吸嘴连接，所述吸嘴用于吸附透镜，所述第一驱动机构能够带动所述吸嘴相对于半导体激光器半成品移动，以调节透镜与半导体激光器半成品的相对位置和倾角；

所述折射镜用于设置在所述透镜的一侧；

所述光束分析组件包括第二驱动机构和光束分析仪；所述第二驱动机构与所述光束分析仪连接；所述折射镜设置在透镜和所述光束分析仪之间，所述折射镜的出光面与所述光束分析仪的进光面相对设置，且所述第二驱动机构能够带动所述光束分析仪朝向或远离所述折射镜移动。

进一步地，所述透镜耦合设备还包括第一升降组件，所述第一升降组件与所述折射镜连接，所述第一升降组件能够带动所述折射镜升降。

进一步地，所述第二驱动机构包括滑轨和驱动装置；

所述光束分析仪与所述滑轨滑动连接，所述驱动装置与所述光束分析仪连接，所述驱动装置能够驱动所述光束分析仪沿所述滑轨滑动。

进一步地，所述光束分析组件还包括分光棱镜和工业相机；

所述分光棱镜设置在所述折射镜与所述光束分析仪之间；

所述分光棱镜包括第一进光面、第一出光面和第二出光面；

所述第一进光面与所述折射镜的出光面相对设置，所述第一出光面与所述光束分析仪的进光面相对设置，所述第二出光面与所述工业相机的镜头相对设置。

进一步地，所述透镜耦合设备还包括第二升降组件；

所述分光棱镜和所述工业相机分别与所述第二升降组件连接，所述第二升降组件能够带动所述分光棱镜和所述工业相机升降。

进一步地，所述透镜耦合设备包括第一置物台，所述第一置物台用于固定半导体激光器半成品。

进一步地，所述透镜耦合设备还包括点胶组件；

所述点胶组件设置在半导体激光器半成品的上方，所述点胶组件能够向半导体激光器半成品的预设位置点胶。

进一步地，所述透镜耦合设备还包括第二置物台；

所述第二置物台设置在半导体激光器半成品的一侧，所述第二置物台用于固定透镜的料盘。

进一步地，所述透镜耦合设备还包括光纤对接法兰，所述光纤对接法兰设置在半导体激光器半成品的一侧。

本实用新型的目的还在于提供一种半导体激光器生产系统，包括本实用新型提供的透镜耦合设备。

本实用新型提供的透镜耦合设备，包括调整组件、光束分析组件和折射镜；所述调整组件包括第一驱动机构和吸嘴；所述第一驱动机构与所述吸嘴连接，所述吸嘴用于吸附透镜，所述第一驱动机构能够带动所述吸嘴相对于半导体激光器半成品移动，以调节透镜与半导体激光器半成品的相对位置和倾角；所述折射镜用于设置在所述透镜的一侧；所述光束分析组件包括第二驱动机构和光束分析仪；所述第二驱动机构与所述光束分析仪连接；所述折射镜设置在透镜和所述光束分析仪之间，所述折射镜的出光面与所述光束分析仪的进光面相对设置，且所述第二驱动机构能够带动所述光束分析仪朝向或远离所述折射镜移动。在耦合时，外部泵源的光束射入透镜，通过折射镜射入光束分析仪的进光面，利用第一驱动机构带动吸嘴移动，以调节透镜与半导体激光器半成品的壳体的相对位置和倾角，读取光束分析仪上的数值来判断透镜是否位于最佳位置(最佳位置时的数值根据经验值确定)，并且，第二驱动机构能够带动光束分析仪朝向或远离折射镜移动，从而调节光束分析仪与折射镜之间的距离，以实现光束的近场和远场测试；在透镜到达最佳位置后，将透镜固定在最佳位置即完成耦合过程。本实用新型提供的透镜耦合设备，利用第一驱动机构调节透镜与半导体激光器半成品的壳体的相对位置和倾角，利用第二驱动带动光束分析仪相对于折射镜移动，将透镜耦合过程中的人工操作转变为自动化运行，提高透镜耦合的工作效率，减少透镜耦合的工作时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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是本实用新型实施例提供的透镜耦合设备的局部结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的透镜耦合设备的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的透镜耦合设备的局部放大图；

图4是本实用新型实施例提供的透镜耦合设备中分光棱镜和工业相机的局部示意图；

图5是本实用新型实施例提供的透镜耦合设备中折射镜的光路图。

图标：1－吸嘴；2－光纤对接法兰；3－折射镜；4－半导体激光器半成品；5－第一升降组件；6－分光棱镜；7－光束分析仪；8－第一置物台；9－第二置物台；10－工业相机；11－滑轨；12－连接件；13－第二升降组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种透镜耦合设备及半导体激光器生产系统，下面给出多个实施例对本实用新型提供的透镜耦合设备及半导体激光器生产系统进行详细描述。

实施例1

本实施例提供的透镜耦合设备，如图1至图5所示，包括调整组件、光束分析组件和折射镜3；调整组件包括第一驱动机构和吸嘴1；第一驱动机构与吸嘴1连接，吸嘴1用于吸附透镜，第一驱动机构能够带动吸嘴1相对于半导体激光器半成品4移动，以调节透镜与半导体激光器半成品4的相对位置和倾角；折射镜3用于设置在透镜的一侧；光束分析组件包括第二驱动机构和光束分析仪7；第二驱动机构与光束分析仪7连接；折射镜3设置在透镜和光束分析仪7之间，折射镜3的出光面与光束分析仪7的进光面相对设置，且第二驱动机构能够带动光束分析仪7朝向或远离折射镜3移动。

需要说明的是，透镜可以为快轴聚焦镜，可以为慢轴聚焦镜，也可以为快轴聚焦镜和慢轴聚焦镜。在透镜为快轴聚焦镜和慢轴聚焦镜时，可以设置两个调整组件，两个调整组件中的一个调整组件的吸嘴1吸附快轴聚焦镜，并且该调整组件的第一驱动机构带动吸嘴1相对于半导体激光器半成品4移动，以调节快轴聚焦镜与半导体激光器半成品4的相对位置和倾角；两个调整组件中的另一个调整组件的吸嘴1吸附慢轴聚焦镜，并且该调整组件的第一驱动机构带动吸嘴1相对于半导体激光器半成品4移动，以调节慢轴聚焦镜与半导体激光器半成品4的相对位置和倾角；并且，折射镜3设置在快轴聚焦镜和慢轴聚焦镜的同一侧，即折射镜3设置在快轴聚焦镜和光束分析仪7之间，且折射镜3设置在慢轴聚焦镜和光束分析仪7之间。

还需要说明的是，光束射出透镜后射入折射镜3的底部后，由折射镜3顶部射出至光束分析仪7的进光面，并且射入折射镜3的光束与射出折射镜3的光束是平行的。

在耦合时，外部泵源的光束射入透镜，光束射出透镜后通过折射镜3射入光束分析仪7的进光面，利用第一驱动机构带动吸嘴1移动，以调节透镜与半导体激光器半成品4的壳体的相对位置和倾角，读取光束分析仪7上的数值来判断透镜是否位于最佳位置(最佳位置时的数值根据经验值确定)，并且，第二驱动机构能够带动光束分析仪7朝向或远离折射镜3移动，从而调节光束分析仪7与折射镜3之间的距离，以实现光束的近场和远场测试；在透镜到达最佳位置后，将透镜固定在最佳位置即完成耦合过程。本实施例提供的透镜耦合设备，利用第一驱动机构调节透镜与半导体激光器半成品4的壳体的相对位置和倾角，利用第二驱动带动光束分析仪7相对于折射镜3移动，将透镜耦合过程中的人工操作转变为自动化运行，提高透镜耦合的工作效率，减少透镜耦合的工作时间。

其中，第一驱动机构可以为机械臂，可以为机械手，也可以为工业机器人等任意适合的装置。

第一驱动机构能够带动吸嘴1沿第一方向、第二方向和第三方向移动，以调节透镜与半导体激光器半成品4的壳体的相对位置。其中第一方向与竖直方向平行，第二方向与第三方向与水平方向平行，且第二方向与第三方向垂直。

第一驱动机构具有第一转动轴和第二转动轴，第一驱动机构带动吸嘴1分别绕第一转动轴的轴线和第二转动轴的轴线转动，第一转动轴的轴线与水平方向平行，第二转动轴的轴线与竖直方向平行，以调节透镜与半导体激光器半成品4的壳体的倾角。

吸嘴1通过真空吸附的方式吸取透镜，在第一驱动机构的带动下，吸嘴1移动至透镜的料盒上方，吸嘴1吸取透镜后，第一驱动机构带动吸嘴1移动至半导体激光器半成品4的壳体的预设位置，等待耦合。

沿竖直方向，折射镜3的顶端设置在透镜的上方，且沿水平方向，折射镜3设置在透镜的一侧；沿竖直方向，折射镜3的底端与透镜的底端平齐，以保证良好的折射效果。

折射镜3出光面打出的光束能够垂直打入光束分析仪7的进光面中，光束分析仪7可以对打入光束分析仪7的光束进行分析，并显示相关反应光束质量的数据。

第二驱动机构带动光束分析仪7朝向或远离折射镜3移动，在光束分析仪7与折射镜3之间的距离为第一预设距离(例如5㎝－10㎝)时，可以对光束进行近场测试，在光束分析仪7与折射镜3之间的距离为第二预设距离(例如10㎝－20㎝)时，可以对光束进行远场测试。其中，第二预设距离大于第一预设距离。

为了在耦合时，调节折射镜3与透镜的位置，使折射镜3的底部与透镜的底部平齐，可以设置第一升降组件5来调节折射镜3的高度。

具体地，透镜耦合设备还包括第一升降组件5，第一升降组件5与折射镜3连接，第一升降组件5能够带动折射镜3升降。

可以根据透镜的位置，利用第一升降组件5带动折射镜3升降，使折射镜3的底部与透镜的底部平齐。

其中，第一升降组件5可以为气缸，也可以为液压缸，也可以为电动推杆等任意适合的形式。

第一升降组件5与折射镜3固定连接，第一升降组件5与折射镜3可以粘接，也可以通过紧固件连接。

同样，也可以设置第三升降组件与光束分析仪7连接，在折射镜3的高度改变后，利用第三升降组件带动光束分析仪7升降，以使折射镜3的出光面发出的光束能够打入光束分析仪7的入光面中。

此外，在另一种实施方式中，透镜耦合设备设置第三升降组件，分光棱镜6、工业相机10和光束分析仪7分别与第三升降组件连接，第三升降组件能够带动分光棱镜6、工业相机10和光束分析仪7升降。

具体地，分光棱镜6、工业相机10和光束分析仪7通过连接件12连接，第三升降组件可以与分光棱镜6连接，也可以与工业相机10连接，也可以与连接件12连接等任意适合的方式，只要第三升降组件能够同时带动工业相机10、分光棱镜6和光束分析仪7升降即可。

在第一升降组件5带动折射镜3升降后，第三升降组件根据折射镜3位置带动分光棱镜6、工业相机10和光束分析仪7升降。

其中，第二驱动机构可以包括驱动装置，例如电动推杆或齿轮齿条装置等。

本实施例中，第二驱动机构包括滑轨11和驱动装置；光束分析仪7与滑轨11滑动连接，驱动装置与光束分析仪7连接，驱动装置能够驱动光束分析仪7沿滑轨11滑动。

滑轨11可以对光束分析仪7的滑动进行导向，使光束分析仪7的滑动路径更加精确。驱动装置驱动光束分析仪7沿滑轨11滑动，以调节光束分析仪7与折射镜3之间的距离。

其中，可以利用安装台与滑轨11滑动连接，光束分析仪7与安装台通过第三升降组件连接。

进一步地，光束分析组件还包括分光棱镜6和工业相机10；分光棱镜6设置在折射镜3与光束分析仪7之间；分光棱镜6包括第一进光面、第一出光面和第二出光面；第一进光面与折射镜3的出光面相对设置，第一出光面与光束分析仪7的进光面相对设置，第二出光面与工业相机10的镜头相对设置。

具体地，折射镜3的出光面发出的光束打入第一进光面后，光束被分为了两路，其中一路光束通过第一出光面射出后射入光束分析仪7的进光面，光束分析仪7可以对光束质量进行分析，并显示出体现光束质量的数据；另一路光束通过第二出光面射出后射入工业相机10的镜头，工业相机10能够拍摄光斑的图像；从而在数据和图像两方面对光束质量进行测试，以提高测试精度。

分光棱镜6设置在折射镜3与光束分析仪7之间，第二驱动机构能够带动光束分析仪7朝向或远离第一出光面移动，在光束分析仪7与折射镜3的距离为第一预设距离(例如5㎝－10㎝)时，可以对光束进行近场测试，在光束分析仪7与折射镜3的距离为第二预设距离(例如10㎝－20㎝)时，可以对光束进行远场测试。其中，第二预设距离大于第一预设距离。

进一步地，透镜耦合设备还包括第二升降组件13；分光棱镜6和工业相机10分别与第二升降组件13连接，第二升降组件13能够带动分光棱镜6和工业相机10升降。

具体地，分光棱镜6和工业相机10通过连接件12连接，第二升降组件13可以与分光棱镜6连接，也可以与工业相机10连接，也可以与连接件12连接，只要第二升降组件13能够同时带动工业相机10和分光棱镜6升降即可。

在第一升降组件5带动折射镜3升降后，第二升降组件13根据折射镜3位置带动分光棱镜6和工业相机10升降。

进一步地，透镜耦合设备包括第一置物台8，第一置物台8用于固定半导体激光器半成品4。

第一置物台8可以通过卡接的方式固定半导体激光器半成品4的壳体，也可以通过真空吸附的方式固定半导体激光器半成品4的壳体。

第一置物台8固定半导体激光器半成品4后，能够便于第一驱动机构带动吸嘴1相对于半导体激光器半成品4移动。

进一步地，透镜耦合设备还包括点胶组件；点胶组件设置在第一置物台8的上方，点胶组件能够向半导体激光器半成品4的预设位置点胶。

在透镜到达最佳位置后，第一驱动机构可以保存最佳位置的具体位置信息，随后第一驱动机构带动透镜离开半导体激光器半成品4，点胶组件对半导体激光器半成品4的预设位置点胶后，第一驱动机构带动透镜回到最佳位置并与胶水接触，打开UV光照组件进行固化。

点胶组件设置在第一置物台8的上方，点胶组件能够向半导体激光器半成品4的预设位置点胶。

在透镜的最佳位置得出后，第一驱动机构带动透镜离开半导体激光器半成品4，点胶组件在半导体激光器半成品4的壳体的预设位置(该预设位置与透镜的最佳位置相对应)点胶，使半导体激光器半成品4回到最佳位置后能够与胶水接触。

透镜耦合设备可以设置控制器，控制器能够通过第一驱动机构获取透镜的位置信息，从而使控制器能够获取到透镜的最佳位置，控制器根据透镜的最佳位置控制点胶组件的点胶位置和点胶长度。

进一步地，透镜耦合设备还包括第二置物台9；第二置物台9设置在第一置物台8的一侧，第二置物台9用于固定透镜的料盘。

第二置物台9设置在第一置物台8的一侧，第二置物台9用于固定透镜的料盒。第二置物台9可以通过卡接的方式固定透镜的料盒，也可以通过真空吸附的方式固定透镜的料盒。在第二置物台9的一侧放置透镜的料盒，能够便于吸嘴1吸附透镜。

进一步地，透镜耦合设备还包括光纤对接法兰2，光纤对接法兰2设置在半导体激光器半成品的一侧。

光纤对接法兰2用于连接光纤和外部泵源，外部泵源与光纤连接后，光纤发出的光射入半导体激光器半成品4的壳体内的透镜中。

实施例2

本实施例提供的半导体激光器生产系统，包括实施例1提供的透镜耦合设备。在耦合时，外部泵源的光束射入透镜，通过折射镜3射入光束分析仪7的进光面，利用第一驱动机构带动吸嘴1移动，以调节透镜与半导体激光器半成品4的壳体的相对位置和倾角，读取光束分析仪7上的数值来判断透镜是否位于最佳位置(最佳位置时的数值根据经验值确定)，并且，第二驱动机构能够带动光束分析仪7朝向或远离折射镜3移动，从而调节光束分析仪7与折射镜3之间的距离，以实现光束的近场和远场测试；在透镜到达最佳位置后，将透镜固定在最佳位置即完成耦合过程。本实用新型提供的透镜耦合设备，利用第一驱动机构调节透镜与半导体激光器半成品4的壳体的相对位置和倾角，利用第二驱动带动光束分析仪7相对于折射镜3移动，将透镜耦合过程中的人工操作转变为自动化运行，提高透镜耦合的工作效率，减少透镜耦合的工作时间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种透镜耦合设备，其特征在于，包括调整组件、光束分析组件和折射镜；

所述调整组件包括第一驱动机构和吸嘴；所述第一驱动机构与所述吸嘴连接，所述吸嘴用于吸附透镜，所述第一驱动机构能够带动所述吸嘴相对于半导体激光器半成品移动，以调节透镜与半导体激光器半成品的相对位置和倾角；

所述折射镜用于设置在所述透镜的一侧；

所述光束分析组件包括第二驱动机构和光束分析仪；所述第二驱动机构与所述光束分析仪连接；所述折射镜设置在透镜和所述光束分析仪之间，所述折射镜的出光面与所述光束分析仪的进光面相对设置，且所述第二驱动机构能够带动所述光束分析仪朝向或远离所述折射镜移动。

2.根据权利要求1所述的透镜耦合设备，其特征在于，所述透镜耦合设备还包括第一升降组件，所述第一升降组件与所述折射镜连接，所述第一升降组件能够带动所述折射镜升降。

3.根据权利要求1所述的透镜耦合设备，其特征在于，所述第二驱动机构包括滑轨和驱动装置；

所述光束分析仪与所述滑轨滑动连接，所述驱动装置与所述光束分析仪连接，所述驱动装置能够驱动所述光束分析仪沿所述滑轨滑动。

4.根据权利要求1所述的透镜耦合设备，其特征在于，所述光束分析组件还包括分光棱镜和工业相机；

所述分光棱镜设置在所述折射镜与所述光束分析仪之间；

所述分光棱镜包括第一进光面、第一出光面和第二出光面；

所述第一进光面与所述折射镜的出光面相对设置，所述第一出光面与所述光束分析仪的进光面相对设置，所述第二出光面与所述工业相机的镜头相对设置。

5.根据权利要求4所述的透镜耦合设备，其特征在于，所述透镜耦合设备还包括第二升降组件；

所述分光棱镜和所述工业相机分别与所述第二升降组件连接，所述第二升降组件能够带动所述分光棱镜和所述工业相机升降。

6.根据权利要求1所述的透镜耦合设备，其特征在于，所述透镜耦合设备包括第一置物台，所述第一置物台用于固定半导体激光器半成品。

7.根据权利要求1所述的透镜耦合设备，其特征在于，所述透镜耦合设备还包括点胶组件；

所述点胶组件设置在半导体激光器半成品的上方，所述点胶组件能够向半导体激光器半成品的预设位置点胶。

8.根据权利要求1所述的透镜耦合设备，其特征在于，所述透镜耦合设备还包括第二置物台；

所述第二置物台设置在半导体激光器半成品的一侧，所述第二置物台用于固定透镜的料盘。

9.根据权利要求1所述的透镜耦合设备，其特征在于，所述透镜耦合设备还包括光纤对接法兰，所述光纤对接法兰设置在半导体激光器半成品的一侧。

10.一种半导体激光器生产系统，其特征在于，包括权利要求1－9中任一项所述的透镜耦合设备。