[实用新型]一种多发光单元半导体激光器近场非线性自动化测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体激光器测试技术领域，涉及一种用于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。

实用新型内容

近场非线性是表征半导体激光器性能的重要参数，本实用新型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。

一种多发光单元半导体激光器近场非线性自动化测试装置，包括多发光单元半导体激光器，快轴准直镜，分光镜，成像系统，图像传感器M，图像传感器N，工控机，自动调节架；所述的快轴准直镜固定在自动调节架上并设置在多发光单元半导体激光器的出光方向；所述的分光镜设置在快轴准直镜的后端，将多发光单元半导体激光器经快轴准直镜准直后的光束进行分光，形成光束B和参考光束A；所述的图像传感器M与工控机进行连接并设置在参考光束A出射方向用于采集参考光束A的图样；所述的成像系统设置在光束B的出射方向用于对光束B 进行成像，图像传感器N与工控机进行连接并设置在成像系统后端用于采集光束B的图样；所述的工控机用于控制图像传感器M，图像传感器N并控制自动调节架。

所述的图像传感器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。

上述装置中还可以设置有反射镜，所述的反射镜设置在参考光束A的出射方向用于将参考光束A的发射光方向旋转90度后入射至图像传感器M；或者所述的反射镜设置在光束B的出射方向的发射光方向旋转90度后入射至成像系统。

以上的多发光单元半导体激光器近场非线性自动化测试装置在进行测试时，包括以下步骤：

（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。