[发明专利]多发光单元半导体激光器近场非线性自动测试方法及装置

说明书

本发明提出了多发光单元半导体激光器近场非线性自动化测试方法及装置，采用对半导体激光器腔面光斑进行自动识别，设有参考光作为反馈判断光进行判断实现精确调节，提高了多发光单元半导体激光器近场非线性的准确性。本发明自动化程度高，降低由于人工操作带来的误差；本发明中，设有参考光作为反馈判断光可以实现半导体激光器腔面光斑自动化识别并可以进行判断实现精确调节，提高了多发光单元半导体激光器近场非线性的准确性。

技术领域

本发明属于半导体激光器测试技术领域，涉及一种多发光单元半导体激光器近场非线性的自动化测试方法及装置。

背景技术

高功率半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等优点，已广泛用于激光加工、激光医疗、激光显示及科学研究领域，因此半导体激光器技术成为新世纪发展快、成果多、学科渗透广、应用范围大的综合性高新技术。相比单发射腔半导体激光器，多发光单元半导体激光器（高功率半导体激光器阵列）的输出功率有了大幅度提高。但是工作中的多发光单元半导体激光器（高功率半导体激光器阵列（LDA）），各发光单元不在一条直线上，导致了LDA整体发光弯曲，称之为近场非线性效应，也称Smile效应。Smile效应增加了快轴准直镜的离轴像差，通常5μm的smile效应能引起2倍的光束质量的降低，严重影响了半导体激光光束传播、聚焦、整形，进而会降低光纤耦合效率，成为限制半导体激光光束直接用于激光切割、加工、打标的一个重要因素。通过对Smile的表征能够对提升封装工艺，降低Smile效应提供有益的帮助。

目前准确测量smile效应的方法主要有三种：近场扫描光学显微镜法（NSOM）、干涉成像法、LDA光学放大成像法。NSOM法设备复杂、成本高且操作困难；干涉成像法中涉及的计算较复杂；相比而言LDA光学放大成像法相对简单，成本低，精度高。但是当前所使用的LDA光学放大成像法都采用手动操作的，无法实现自动化大批量的操作。

发明内容

近场非线性是表征半导体激光器性能的重要参数，本发明为一种多发光单元半导体激光器近场非线性自动化测试方法及装置，采用对半导体激光器腔面光斑进行自动识别，设有参考光作为反馈判断光进行判断实现精确调节，提高了多发光单元半导体激光器近场非线性的准确性。

多发光单元半导体激光器近场非线性自动化测试方法，所采用的技术方案如下：

（1）步骤一：待测多发光单元半导体激光器发出的光束入射至快轴准直镜，出射光经分光装置分光，分成光束B和参考光束A，参考光束A在空气中自由传播并入射至图像传感器M，光束B入射至成像系统后再入射至图像传感器N；

（2）步骤二：建立三维直角坐标系，以快轴准直镜光心为原点O，沿光束传输方向为Z轴正方向，半导体激光器快轴方向为Y轴，垂直向上为正方向，半导体激光器慢轴方向为X轴，沿Z轴平移调节快轴准直镜或者沿Y轴平移调节快轴准直镜或者以Z轴为旋转轴旋转调节快轴准直镜或者以Y轴为旋转轴旋转调节快轴准直镜或者以X轴为旋转轴旋转调节快轴准直镜，直至参考光束A在图像传感器N上的光斑长度、宽度、倾斜度最小，此时参考光束A在图像传感器N上的图样，记录为S1，此时光束B经过成像系统后入射至图像传感器N上的图样，记录为S2；

（3）步骤三：沿X轴方向平移调节快轴准直镜，采集光束B经过成像系统后入射至图像传感器N上的图样，记录为S3；

（4）步骤四：对比S2和S3，重复步骤二和步骤三直到S2和S3相同，记录S3为多发光单元半导体激光器近场非线性图样。

上述步骤一中，图像传感器M为电荷耦合器件或者互补性金属氧化物半导体传感器；图像传感器N为电荷耦合器件或者互补性金属氧化物半导体传感器。

上述步骤一中，分光装置为分光镜。所述的分光镜将激光分为光束B和参考光束A，光束B和参考光束A和的性质相同并与原激光束的性质相同，例如，分光镜可以将激光进行部分透射部分反射，透射部分为A部分光，反射部分为B部分光，但是A部分光与B部分光的偏振态一致，透射和反射部分的比例不做要求。