一種多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性自動(dòng)化測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體激光器測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性的自動(dòng)化測(cè)試方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于激光加工、激光醫(yī)療、激光顯示及科學(xué)研究領(lǐng)域，因此半導(dǎo)體激光器技術(shù)成為新世紀(jì)發(fā)展快、成果多、學(xué)科滲透廣、應(yīng)用范圍大的綜合性高新技術(shù)。相比單發(fā)射腔半導(dǎo)體激光器，多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器(高功率半導(dǎo)體激光器陣列)的輸出功率有了大幅度提高。但是工作中的多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器(高功率半導(dǎo)體激光器陣列(LDA))，各發(fā)光單元不在一條直線上，導(dǎo)致了 LDA整體發(fā)光彎曲，稱之為近場(chǎng)非線性效應(yīng)，也稱Smile效應(yīng)。Smile效應(yīng)增加了快軸準(zhǔn)直鏡的離軸像差，通常5 μπι的smile效應(yīng)能引起2倍的光束質(zhì)量的降低，嚴(yán)重影響了半導(dǎo)體激光光束傳播、聚焦、整形，進(jìn)而會(huì)降低光纖耦合效率，成為限制半導(dǎo)體激光光束直接用于激光切割、加工、打標(biāo)的一個(gè)重要因素。通過(guò)對(duì)Smile的表征能夠?qū)μ嵘庋b工藝，降低Smile效應(yīng)提供有益的幫助。
[0003]目前準(zhǔn)確測(cè)量smile效應(yīng)的方法主要有三種:近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡法(NS0M)、干涉成像法、LDA光學(xué)放大成像法。NSOM法設(shè)備復(fù)雜、成本高且操作困難；干涉成像法中涉及的計(jì)算較復(fù)雜；相比而言LDA光學(xué)放大成像法相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低，精度高。但是當(dāng)前所使用的LDA光學(xué)放大成像法都采用手動(dòng)操作的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化大批量的操作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]近場(chǎng)非線性是表征半導(dǎo)體激光器性能的重要參數(shù)，本實(shí)用新型為一種多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性自動(dòng)化測(cè)試方法及裝置，采用對(duì)半導(dǎo)體激光器腔面光斑進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，設(shè)有參考光作為反饋判斷光進(jìn)行判斷實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)，提高了多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性的準(zhǔn)確性。
[0005]一種多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性自動(dòng)化測(cè)試裝置，包括多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器，快軸準(zhǔn)直鏡，分光鏡，成像系統(tǒng)，圖像傳感器M，圖像傳感器N，工控機(jī)，自動(dòng)調(diào)節(jié)架；所述的快軸準(zhǔn)直鏡固定在自動(dòng)調(diào)節(jié)架上并設(shè)置在多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器的出光方向；所述的分光鏡設(shè)置在快軸準(zhǔn)直鏡的后端，將多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器經(jīng)快軸準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直后的光束進(jìn)行分光，形成光束B和參考光束A ;所述的圖像傳感器M與工控機(jī)進(jìn)行連接并設(shè)置在參考光束A出射方向用于采集參考光束A的圖樣；所述的成像系統(tǒng)設(shè)置在光束B的出射方向用于對(duì)光束B進(jìn)行成像，圖像傳感器N與工控機(jī)進(jìn)行連接并設(shè)置在成像系統(tǒng)后端用于采集光束B的圖樣；所述的工控機(jī)用于控制圖像傳感器M，圖像傳感器N并控制自動(dòng)調(diào)節(jié)架。
[0006]所述的圖像傳感器M為電荷耦合器件或者互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器；圖像傳感器N為電荷耦合器件或者互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器。
[0007]上述裝置中還可以設(shè)置有反射鏡，所述的反射鏡設(shè)置在參考光束A的出射方向用于將參考光束A的發(fā)射光方向旋轉(zhuǎn)90度后入射至圖像傳感器M ;或者所述的反射鏡設(shè)置在光束B的出射方向的發(fā)射光方向旋轉(zhuǎn)90度后入射至成像系統(tǒng)。
[0008]以上的多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性自動(dòng)化測(cè)試裝置在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，包括以下步驟:
[0009](I)步驟一:待測(cè)多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束入射至快軸準(zhǔn)直鏡，出射光經(jīng)分光裝置分光，分成光束B和參考光束A，參考光束A在空氣中自由傳播并入射至圖像傳感器M，光束B入射至成像系統(tǒng)后再入射至圖像傳感器N ;
[0010](2)步驟二:建立三維直角坐標(biāo)系，以快軸準(zhǔn)直鏡光心為原點(diǎn)0，沿光束傳輸方向?yàn)閆軸正方向，半導(dǎo)體激光器快軸方向?yàn)閅軸，垂直向上為正方向，半導(dǎo)體激光器慢軸方向?yàn)閄軸，沿Z軸平移調(diào)節(jié)快軸準(zhǔn)直鏡或者沿Y軸平移調(diào)節(jié)快軸準(zhǔn)直鏡或者以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)快軸準(zhǔn)直鏡或者以Y軸為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)快軸準(zhǔn)直鏡或者以X軸為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)快軸準(zhǔn)直鏡，直至參考光束A在圖像傳感器N上的光斑長(zhǎng)度、寬度、傾斜度最小，此時(shí)參考光束A在圖像傳感器N上的圖樣，記錄為SI，此時(shí)光束B經(jīng)過(guò)成像系統(tǒng)后入射至圖像傳感器N上的圖樣，記錄為S2 ；
[0011](3)步驟三:沿X軸方向平移調(diào)節(jié)快軸準(zhǔn)直鏡，采集光束B經(jīng)過(guò)成像系統(tǒng)后入射至圖像傳感器N上的圖樣，記錄為S3 ;
[0012](4)步驟四:對(duì)比S2和S3，重復(fù)步驟二和步驟三直到S2和S3相同，記錄S3為多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性圖樣。
[0013]上述步驟一中，圖像傳感器M為電荷耦合器件或者互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器；圖像傳感器N為電荷耦合器件或者互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器。
[0014]上述步驟一中，分光裝置為分光鏡。所述的分光鏡將激光分為光束B和參考光束A，光束B和參考光束A和的性質(zhì)相同并與原激光束的性質(zhì)相同，例如，分光鏡可以將激光進(jìn)行部分透射部分反射，透射部分為A部分光，反射部分為B部分光，但是A部分光與B部分光的偏振態(tài)一致，透射和反射部分的比例不做要求。
[0015]本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016](I)本實(shí)用新型自動(dòng)化程度高，降低由于人工操作帶來(lái)的誤差；
[0017](2)本實(shí)用新型中，設(shè)有參考光作為反饋判斷光可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器腔面光斑自動(dòng)化識(shí)別并可以進(jìn)行判斷實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)，提高了多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性的準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型第一種多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性測(cè)試裝置一示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型第二種多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性測(cè)試裝置示意圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型第三種多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性測(cè)試裝置三示意圖。
[0021]圖4為圖1、圖2和圖3相對(duì)應(yīng)的三維直角坐標(biāo)系。
[0022]圖5為SI圖樣。
[0023]圖6為S3圖樣。
[0024]I為多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器；2為分光鏡；3為快軸準(zhǔn)直鏡；4為自動(dòng)調(diào)節(jié)架；5為參考光束A ;6為光束B ;7為反射鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1為本實(shí)用新型多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性測(cè)試裝置示意圖。如圖1所示本多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器近場(chǎng)非線性自動(dòng)化測(cè)試裝置，包括多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器1，快軸準(zhǔn)直鏡3，分光鏡2，成像系統(tǒng)，圖像傳感器M，圖像傳感器N，工控機(jī)，自動(dòng)調(diào)節(jié)架4;所述的快軸準(zhǔn)直鏡3固定在自動(dòng)調(diào)節(jié)架4上并設(shè)置在多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器I的出光方向；所述的分光鏡2設(shè)置在快軸準(zhǔn)直鏡3的后端，將多發(fā)光單元半導(dǎo)體激光器I經(jīng)快軸準(zhǔn)直鏡3準(zhǔn)直后的光束進(jìn)行分光，形成光束B6和參考光束A5 ;所述的圖像傳感器M與工控機(jī)進(jìn)行連接并設(shè)置在參考光束A5出射方向用于采集參考光束A5的圖樣；所述的成像系統(tǒng)設(shè)置在光束B6的出射方向用于對(duì)光束B 6