CN2624203Y - 一种半导体激光器光电测试装置 - Google Patents

Abstract

一种多路半导体激光器光电测试装置，包括激光器驱动电路、开关电路、被测激光器及其探测器、数据采集电路，对各电路统一进行控制的计算机直接与激光器驱动电路、开关电路、数据采集电路联接。本实用新型通过计算机控制使某一路激光器点亮，同时探测到该激光器输出光功率、结电压、监测器电流等参数并采集到计算机储存起来。由此通过快速多点控制及多点数据采集得到激光器的特性曲线，从而准确得知激光器的多项特性参数，再与标准参数比较，即可自动分析、判别各激光器的性能优劣，使检测过程实现了大规模工业化检测。本实用新型自动分析判别每只激光器的性能好坏，可一次检测多个激光器，大大提高检测效率。

Description

一种半导体激光器光电测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种半导体器件的检测设备，特别是指一种可实现多路半导体激光器特性参数同时检测并可与控制计算机预先设定的标准参数比较而判断半导体激光器优劣的多路半导体激光器光电检测设备。

背景技术

在半导体激光器的大规模生产中，需要一种特定的检测设备，该设备既能同时检测激光器的各种光学及电学的综合特性参数，又能具备较高的检测效率，同时还要能做到自动分析、判别各种测试结果，以适合普通操作者使用。迄今为止的行业信息及公开文献显示，国内已有的激光器检测方式和检测设备尚未无符合上述要求的设备。对于大规模生产的要求，现有的设备主要存在如下的缺陷：一是现有设备只能检测众多激光器参数中的某一个或某几个，在大规模生产中作为产品出厂检测设备不够方便；二是大多为单路测试或测试路数少，无法满足大规模生产对生产量的要求；三是只能显示具体的、可供专家分析判断的参数值，因此只适合专业人员使用，达不到普通操作者使用的通用性要求，而作为大规模生产的产品出厂检测设备必须简单且适合普通操作者使用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适合大规模生产中使用的、检测效率高、带智能自动分析自动数据统计、具有优劣判别功能的激光器件测试系统。

根据上述目的设计了一种多路半导体激光器光电测试装置，包括激光器驱动电路、与激光器驱动电路联接的开关电路、与开关电路联接的激光器、对激光器发出的光信号进行跟踪的探测器，激光器和探测器还同时将信号输入到数据采集电路，对各电路统一进行控制的计算机则直接与激光器驱动电路、开关电路、数据采集电路联接。其中，激光器驱动电路为一组可提供不同激光器驱动电流的激光器驱动电路；开关电路为用以控制多路激光器分时处理的多路选择开关电路，开关路数为1～128，激光器的数量与开关路数相匹配；激光器探测器为用以接收检测多路激光器光功率参数的多路探测器，探测器个数与激光器路数对应。

所述的开关电路包括两部分，其一是由译码器U₁来控制继电器开关Relay₁～Relay₈的电路，其二是采用模拟开关U₃、U₄、U₅分别用于选通激光器的结电压Vo、监测电流Imo、光功率Po三个参数的采集，采集后的参数经模数转换芯片U₆传输到计算机。来自激光器电路的驱动电流信号LDIN进入开关电路，开关电路中芯片上的A₀～A₁₂脚与计算机的地址总线联接，D₀～D₇脚与计算机的数据总线联接，C₀～C₅脚与计算机的控制总线联接。所述的激光器在测试时被固定于一套专用的多路检测夹具上，激光器管脚通过夹具中的电路板及其联接电缆与多路选择开关电路相连。而计算机与激光器驱动电路、开关电路、数据采集电路通过串行接口、并行接口、通用串行总线USB接口联接，或是通过工业标准体系结构ISA总线、外部设备互连PCI总线或其它专用接口联接。

本实用新型借助计算机控制激光器驱动电路、多路选择开关电路，使得某一路激光器点亮，同时受计算机控制的数据采集电路将探测器探测到的激光器输出光功率P_o、结电压V_op、阈值电流I_th工作电流I_op监测器电流I_m、斜率效率、非线性度等参数采集到计算机并储存起来。由此通过快速多点控制及多点数据采集即可得到激光器的特性曲线，从而准确得知激光器的多项特性参数。在此基础上，计算机将测得的各项特性参数与标准参数比较，即可自动分析、判别各激光器的性能优劣，使检测过程实现了大规模工业化检测。同时，本实用新型检测的参数涵盖了半导体激光器的常规特性参数，如光功率与工作电流关系P_o-I_op曲线、结电压与工作电流关系V_op-I_op曲线，以及输出光功率P_o、阈值电流I_th、工作电流I_op、结电压V_op、监测电流I_m、外微分量子效率E_s、P_o-I_op曲线线性度nl等，用一台设备即可完成半导体激光器的常规测试；本实用新型可自动分析判别每只激光器的性能好坏，对操作员人员没有较高的专业技术能力要求；可一次检测多个激光器，大大提高检测效率。

附图说明

附图1是本实用新型的设计原理示意框图；附图2是本实用新型一实施例的电路原理示意图；附图3是本实用新型的激光器驱动电路原理示意图；附图4是本实用新型的工作过程流程示意图。

具体实施方案

从附图1可见，本实用新型包括一台计算机、一组激光器驱动电路、一组数据采集电路、多路选择开关电路、多路激光器夹具、多路探测器。所述的计算机也可是单片机，其与激光器驱动电路、多路选择开关电路、数据采集电路之间采用总线联接方式，即各电路可以插卡形式插装在计算机内部，也可联接在计算机或单片机总线上。激光器则放置在专用的多路激光器夹具上，激光器管脚通过夹具上的电路板及其联接电缆与多路选择开关电路相联；多路探测器也安装在另一块电路板上并与数据采集电路联接。

附图2给示了八路半导体激光器测试电路，图中包括八路选择开关电路和数据采集电路。选择开关电路分两部分组成，其一是由译码器U₁来控制继电器开关Relay₁～Relay₈的电路，其二是采用模拟开关来实现对被选通激光器的参数进行数据采集，U₃、U₄、U₅分别用于选通激光器的结电压Vo、监测电流Imo、光功率Po三个参数的采集。图中LDIN是来自激光器电路的驱动电流信号，芯片上的A₀～A₁₂脚与计算机的地址总线联接，D₀～D₇脚与计算机的数据总线联接，C₀～C₅脚与计算机的控制总线联接。模数转换芯片U₆可根据设备精度要求选择10位、12位或16位集成电路。对少于八路的测试电路相应地减少继电器开关即可实现，多于八路时采用并联扩展即可实现，只要条件许可甚至可远远超过128路的设定。

如附图3所示的激光器驱动电路原理框图，由驱动三极管提供给激光器的电流被反馈到运算放大器的反向输入端，从而形成负反馈成为恒流源电路。在运算放大器的同向输入端联接有数字电位器RS₁，数字电位器RS₁与计算机之间通过串行外设接口SPI总线相连，计算机通过SPI总线改变数字电位器RS1的大小，来改变运算放大器的同向输入端的电压，该电压值的大小决定了驱动三极管向激光器提供电流的大小。

附图4给示了本实用新型实施例的工作顺序。首先，由计算机控制选择开关电路选通第一路激光器，并由计算机控制激光器驱动电路依次调节该路激光器的驱动电流、同时控制数据采集电路采集激光器的对应参数即光功率Po、结电压Vo、监测电流Imo等，当依次采集了各被测激光器驱动电流所对应的参数值后，计算机便可用描点法画出所需要的各类激光器的特性曲线，计算出激光器的其它特性参数及标准参数与所测激光器的特性参数之比较，由此可确定该激光器是否是合格品。计算机通过依次控制其它七路激光器，用同样方法即可测出涉及的激光器的特性参数、对应的特性曲线，同时自动检测出激光器是否是合格品。

另外，附图中给示的电路原理框图中的单元电路均采用成熟的标准电路。

Claims (8)

1、一种半导体激光器光电测试装置，其特征是

包括激光器驱动电路、与激光器驱动电路联接的开关电路、与开关电路联接的激光器、对激光器发出的光信号进行跟踪的探测器，激光器和探测器还同时将信号输入到数据采集电路，对各电路统一进行控制的计算机则直接与激光器驱动电路、开关电路、数据采集电路联接。

2、根据权利要求1所述的测试装置，其特征是所述的激光器驱动电路为一组可提供不同激光器驱动电流的激光器驱动电路。

3、根据权利要求2所述的测试装置，其特征是所述的开关电路为用以控制多路激光器分时处理的多路选择开关电路，开关路数为1～128，激光器的数量与开关路数相匹配。

4、根据权利要求3所述的测试装置，其特征是开关电路包括两部分，其一是由译码器U₁来控制继电器开关Relay₁～Relay₈的电路，其二是采用模拟开关U₃、U₄、U₅分别用于选通激光器的结电压Vo、监测电流Imo、光功率Po三个参数的采集，采集后的参数经模数转换芯片U₆传输到计算机。

5、根据权利要求4所述的测试装置，其特征是来自激光器电路的驱动电流信号LDIN进入开关电路，开关电路中芯片上的A₀～A₁₂脚与计算机的地址总线联接，D₀～D₇脚与计算机的数据总线联接，C₀～C₅脚与计算机的控制总线联接。

6、根据权利要求3所述的测试装置，其特征是所述的激光器探测器为用以接收检测多路激光器光功率参数的多路探测器，探测器个数与激光器路数对应。

7、根据权利要求2或3或4所述的测试装置，其特征是所述的激光器在测试时被固定于一套专用的多路检测夹具上，激光器管脚通过夹具中的电路板及其联接电缆与多路选择开关电路相连。

8、根据权利要求2或3或4所述的测试装置，其特征是所述的计算机与激光器驱动电路、开关电路、数据采集电路通过串行接口、并行接口、通用串行总线USB接口联接，或是通过工业标准体系结构ISA总线、外部设备互连PCI总线或其它专用接口联接。

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