[发明专利]光纤耦合式半导体激光器的匀光方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学仪器，尤其涉及一种太阳电池检测设备中的光纤耦合式半 导体激光器匀光装置。

背景技术

太阳电池片可能存在材料本身的缺陷如结晶缺陷、碎片、材料污染等，这 些缺陷在太阳电池后续的使用中会使太阳电池的性能劣化，所以需要在前期予 以检测。目前，光致发光的检测方法能够有效的检测出太阳电池片中存在的材 料本身的缺陷，这种方法采用的光源为单色激光光源，并且激光光源的强度需 要达到150mw/cm²，太阳电池片的尺寸为156mm×156mm，考虑到激光能量的 损失，激光光源的功率至少需要达到50W，因此需要采用光纤耦合式半导体激 光器。由于光致发光的检测方法要求激光光斑的均匀性在95％以上，而光纤耦 合式半导体激光器直接输出的光斑为中间亮、边缘暗的高斯分布，并且其均匀 性仅能达到40％，因此光纤耦合式半导体激光器匀光装置的研究是非常必要的。

发明内容

本发明的目的，就是为了提供一种光纤耦合式半导体激光器的匀光方法， 以实现使用光致发光的检测方法对太阳电池进行检测。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种光纤耦合式半导体 激光器的匀光方法，通过光纤耦合式半导体激光器的匀光装置实施，该光纤耦 合式半导体激光器的匀光装置包括沿光路顺序设置的光纤耦合式半导体激光 光源、准直透镜、第一复眼透镜、第二复眼透镜、聚光镜和辐照面；光纤耦合 式半导体激光光源置于准直透镜的焦点上，第二复眼透镜的各小透镜的中心位 于第一复眼透镜对应的小透镜的焦点上，辐照面设置在聚光镜的焦平面上；

所述的光纤耦合式半导体激光器的匀光方法包括以下步骤：

A、光纤耦合式半导体激光光源经准直透镜后形成一束与光轴平行的平行 光束；

B、平行光束经过第一复眼透镜的各小透镜后聚焦到第二复眼透镜各对应 的小透镜的中心处；

C、第二复眼透镜的每个小透镜将第一复眼透镜对应的小透镜来的影像重 叠成像在辐照面上；

D、在辐照面上得到均匀光斑。

本发明的光纤耦合式半导体激光器匀光方法能够极大程度的改善光纤耦 合式半导体激光器输出光斑的均匀性，满足了太阳电池片的光致发光检测要 求。

附图说明

图1是本发明中采用的光纤耦合式半导体激光器的匀光装置的结构示意 图。

具体实施方式

参见图1，本发明中采用的光纤耦合式半导体激光器的匀光装置，包括沿 光路顺序设置的光纤耦合式半导体激光光源1、准直透镜2、第一复眼透镜3、 第二复眼透镜4、聚光镜5和辐照面6。光纤耦合式半导体激光光源1置于准 直透镜2的焦点上，第二复眼透镜4的各小透镜的中心位于第一复眼透镜3对 应的小透镜的焦点上，辐照面6设置在聚光镜5的焦平面上。

本发明光纤耦合式半导体激光器的匀光方法是，首先通过将光纤耦合式半 导体激光光源1置于准直透镜2的焦点上，然后将第二复眼透镜4上每个小透 镜的中心置于第一复眼透镜3上对应的小透镜的焦点上，最后将辐照面6置于 聚光镜5的焦平面上。光纤耦合式半导体激光光源1经准直透镜2后形成一束 与光轴平行的平行光束，平行光束经过第一复眼透镜的各小透镜后聚焦到第二 复眼透镜各对应的小透镜的中心处，即第一复眼透镜3将光源形成多个小光源 像进行照明，第二复眼透镜4的每个小透镜将第一复眼透镜3对应的小透镜重 叠成像在辐照面上。由于第一复眼透镜3将光源的整个宽光束分为多个细光束 照明，且每个细光束范围内的微小不均匀性由于处于对称位置细光束的相互叠 加，使细光束的微小不均匀性获得补偿，从而使整个孔径内的光能量得到有效 均匀的利用。从第二复眼透镜4出射的光斑通过聚光镜5聚集在辐照面6上， 辐照面上光斑的每一点均受到光纤耦合式半导体激光光源所有点发出的照射， 同时，光纤耦合式半导体激光光源1上每一点发出的光束又都交会重叠在辐照 面上的同一视场范围内，从而得到一个均匀的辐照面，满足了太阳电池片的光 致发光检测要束。