專利名稱：一種雙臂式半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于激光器測(cè)試領(lǐng)域，涉及半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)參數(shù)測(cè)試，尤其是一種 針對(duì)大功率半導(dǎo)體激光器的雙臂式遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體激光器制造技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖耦合技術(shù)作為提高光束質(zhì)量，改善 光斑尺寸的一項(xiàng)新興技術(shù)孕育而生。然而，在半導(dǎo)體激光器同光纖材料進(jìn)行耦合的過程中， 無論是采用直接耦合，還是通過光纖透鏡、球形透鏡光纖及柱形透鏡光纖等間接耦合，判斷 其耦合方式是否優(yōu)越的主要標(biāo)準(zhǔn)是耦合效率和失準(zhǔn)容忍度。上述兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)同半導(dǎo)體激 光器的功率及發(fā)散角直接相關(guān)，而由于生產(chǎn)工藝等原因造成不同半導(dǎo)體激光器個(gè)體的功率 及發(fā)散角不盡相同，生產(chǎn)廠商給出的只能是一個(gè)典型值，用典型值來進(jìn)行參數(shù)估算，必然造 成結(jié)果的不準(zhǔn)確性。因此，對(duì)半導(dǎo)體激光器發(fā)散角度的測(cè)量就越來越為人們所關(guān)注。多年來，人們提出 了多種測(cè)試半導(dǎo)體發(fā)散角的方法。其中常用的測(cè)試方法有(1)垂直定距測(cè)量法(半導(dǎo)體 激光器參數(shù)測(cè)量裝置[200510115043]專利)。即保持激光器發(fā)光點(diǎn)與激光探測(cè)垂直距離為 一固定值，以水平運(yùn)動(dòng)的方式，將激光探測(cè)器以垂直以激光器發(fā)光軸線的垂直平面移動(dòng)至 激光器發(fā)光范圍區(qū)域，測(cè)量不同位置處的激光器光功率，達(dá)到遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試的目的。但是這種方 法測(cè)試指向比較單一，各測(cè)試點(diǎn)參考位置相對(duì)與激光器發(fā)光點(diǎn)的絕對(duì)位置不同，導(dǎo)致各點(diǎn) 測(cè)試誤差比較大。(2)平行輪廓測(cè)量法(輪廓曲面測(cè)量系統(tǒng)的閉環(huán)控制，長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué) 報(bào)2000-4)。即在激光器發(fā)光點(diǎn)固定距離處放置一帶有水平與垂直刻度的平板，其平面與激 光器發(fā)光點(diǎn)保持水平，且刻度中心與激光器發(fā)光點(diǎn)中心保持同心，這樣可以根據(jù)幾何關(guān)系 算出激光器的發(fā)光角度。這種方法能大致測(cè)出激光器的發(fā)散角度，但是卻無法計(jì)算光束質(zhì)
量參數(shù)。(3) CCD光學(xué)探測(cè)測(cè)量(激光光束發(fā)散角測(cè)試方法W1108756. 0]專利)。即距激 光器發(fā)光點(diǎn)一定距離處放置一 CXD攝像機(jī)，CXD攝像機(jī)鏡頭接收中心與激光器發(fā)光點(diǎn)保持 同心，在激光器發(fā)光后，通過圖形采集的方式得到激光器發(fā)光的區(qū)域。這種方法能夠直觀的 測(cè)量出激光器的發(fā)光區(qū)域，但是受到CCD本身尺寸與成本的限制，只適用于測(cè)量較小功率 的激光器遠(yuǎn)場(chǎng)參數(shù)。(4)間接測(cè)量法(基于單片機(jī)的激光遠(yuǎn)場(chǎng)光斑直接測(cè)量系統(tǒng)，《光電技術(shù)應(yīng)用》 2004-10)。即被檢測(cè)激光在一定距離照射漫反射靶板，同時(shí)觸發(fā)信號(hào)送GPS時(shí)統(tǒng)，以記錄激 光脈沖發(fā)射時(shí)刻。光電探測(cè)器接收脈沖激光信號(hào)，經(jīng)測(cè)頻、延時(shí)后向圖像攝取設(shè)備(CCD攝 像機(jī)或熱像儀)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，使其記錄激光光斑圖像。記錄完畢后由專用軟件對(duì)各幀圖 像進(jìn)行處理得到各脈沖的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑參數(shù)。這種方法適用于測(cè)量較大功率激光器產(chǎn)品，但是 探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，達(dá)IO5量級(jí)，對(duì)極端脈沖激光探測(cè)(如IOns)效率低，實(shí)時(shí)性較差，測(cè) 量精度也不高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提出一種雙臂式半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn) 場(chǎng)測(cè)試裝置，該裝置采用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式，對(duì)激光器的發(fā)光區(qū)域進(jìn)行等距均勻掃描。即以激 光器發(fā)光點(diǎn)為圓心，以一固定臂長(zhǎng)為半徑，帶動(dòng)探測(cè)器在激光器發(fā)光區(qū)域內(nèi)做180度旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)參數(shù)的精確測(cè)量。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該種雙臂式半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè) 試裝置包括底座、電機(jī)和功率探測(cè)器，所述底座上分別固定有器件臺(tái)、第一電機(jī)座和第二電 機(jī)座，所述第一電機(jī)座和第二電機(jī)座上分別設(shè)有一組包括電機(jī)和功率探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī) 構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)還包括有旋轉(zhuǎn)臂，功率探測(cè)器通過旋轉(zhuǎn)臂與電機(jī)連接，所述第一電機(jī) 座上的電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)功率探測(cè)器在垂直面上繞器件臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，第二電機(jī)座上的 電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)功率探測(cè)器在水平面上繞器件臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。上述電機(jī)是伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)。上述第一電機(jī)座和第二電機(jī)座分別固定在由底座側(cè)邊垂直向上伸出的第一安裝 臂和第二安裝臂上，所述第二安裝臂的上部垂直彎折至器件臺(tái)的上方。本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型的裝置在激光器功率探測(cè)的過程中， 能夠保持激光器發(fā)光點(diǎn)與探測(cè)器之間的絕對(duì)距離不變，等距的測(cè)量激光器發(fā)光點(diǎn)遠(yuǎn)場(chǎng)各點(diǎn) 處的光強(qiáng)信息。而且在激光器功率探測(cè)的過程中，能夠?qū)崟r(shí)且連續(xù)的測(cè)量激光器遠(yuǎn)場(chǎng)的功 率，其精度僅取決于采樣的速度，并且本實(shí)用新型涉及的裝置均具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便快 捷的優(yōu)點(diǎn)。

圖1-1是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1-2是探測(cè)器水平從左至右、 垂直從上至下的旋轉(zhuǎn)方式示意圖；圖1-3是探測(cè)器水平從右至左、垂直從上至下的旋轉(zhuǎn)方 式示意圖；圖1-4是探測(cè)器水平從左至右、垂直從下至上的旋轉(zhuǎn)方式示意圖；圖1-5是探測(cè) 器水平從右至左、垂直從下至上的旋轉(zhuǎn)方式示意圖。其中1為激光器，2為器件臺(tái)，3為底座，4. 1為第一電機(jī)座，4. 2為第二電機(jī)座，5 為電機(jī)，6為旋轉(zhuǎn)臂，7為功率探測(cè)器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。本實(shí)用新型的雙臂式半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試裝置對(duì)激光器的測(cè)試方法包括為以 激光器發(fā)光點(diǎn)為圓心，以一固定臂長(zhǎng)L為半徑，使探測(cè)器在激光器發(fā)光點(diǎn)的發(fā)光區(qū)域繞激 光器的發(fā)光點(diǎn)在水平面和垂直面上分別做180度的等距均勻掃描；以上所述的探測(cè)器均是 功率探測(cè)器。為了實(shí)現(xiàn)以上的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試方法，本實(shí)用新型采用旋轉(zhuǎn)臂雙軸運(yùn)動(dòng)方式即保持激 光器發(fā)光位置固定，采用與激光器發(fā)光點(diǎn)水平與垂直兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)軸，每一個(gè)軸均固定一 探測(cè)器，以固定的臂長(zhǎng)進(jìn)行繞激光器發(fā)光點(diǎn)各180度旋轉(zhuǎn)，從而得到激光器遠(yuǎn)場(chǎng)快軸與慢 軸數(shù)據(jù)信息。這種實(shí)現(xiàn)方式的具體裝置如圖1-1所示，該裝置包括底座3、電機(jī)5和功率探測(cè)器7。底座3上分別固定有器件臺(tái)2、第一電機(jī)座4. 1和第二電機(jī)座4. 2。第一電機(jī)座4. 1 和第二電機(jī)座4. 2上分別設(shè)有一組包括電機(jī)5和功率探測(cè)器7的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)檢測(cè) 機(jī)構(gòu)還包括有旋轉(zhuǎn)臂6，功率探測(cè)器7通過旋轉(zhuǎn)臂6與電機(jī)5連接，第一電機(jī)座4. 1和第二 電機(jī)座4. 2分別固定在由底座3側(cè)邊垂直向上伸出的第一安裝臂3. 1和第二安裝臂3. 2上， 第二安裝臂3. 2的上部垂直彎折至器件臺(tái)2的上方。第一電機(jī)座4. 1上的電機(jī)5通過旋轉(zhuǎn) 臂6帶動(dòng)功率探測(cè)器7在垂直面上繞器件臺(tái)2做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，第二電機(jī)座4. 2上的電機(jī)5通 過旋轉(zhuǎn)臂6帶動(dòng)功率探測(cè)器7在水平面上繞器件臺(tái)2做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型電機(jī)5的最 優(yōu)方案是選擇伺服電機(jī)。在該裝置中，其兩組旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)分別固定于兩個(gè)垂直的平面上， 兩組旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)臂6端部的運(yùn)動(dòng)軌跡保持同心但不同面(處于相互垂直的 兩個(gè)平面上)。該裝置工作時(shí)，包括兩組旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)同時(shí)運(yùn)動(dòng)或者兩組旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)順序 運(yùn)動(dòng)兩種方式。將激光器固定在器件臺(tái)2上，第二電機(jī)座4. 2中旋轉(zhuǎn)臂6上的功率探測(cè)器 7的運(yùn)動(dòng)可以是正對(duì)激光器發(fā)光點(diǎn)從左至右或從右至左；第一電機(jī)座4. 1上的旋轉(zhuǎn)臂6上 的功率探測(cè)器7的運(yùn)動(dòng)可以是正對(duì)激光器1發(fā)光點(diǎn)從上至下或從下至上。其運(yùn)動(dòng)示意如圖 1-2至1-5所示。 綜上所述，本實(shí)用新型涉及的雙臂式半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試裝置不僅很好的解決 了傳統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試方法缺點(diǎn)，并且物理實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，遠(yuǎn)場(chǎng)參數(shù)描述全面，具備良好的應(yīng)用前
旦
ο
權(quán)利要求一種雙臂式半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試裝置，包括底座(3)、電機(jī)(5)和功率探測(cè)器(7)，其特征在于所述底座(3)上分別固定有器件臺(tái)(2)、第一電機(jī)座(4.1)和第二電機(jī)座(4.2)，所述第一電機(jī)座(4.1)和第二電機(jī)座(4.2)上分別設(shè)有一組包括電機(jī)(5)和功率探測(cè)器(7)的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)還包括有旋轉(zhuǎn)臂(6)，功率探測(cè)器(7)通過旋轉(zhuǎn)臂(6)與電機(jī)(5)連接，所述第一電機(jī)座(4.1)上的電機(jī)(5)通過旋轉(zhuǎn)臂(6)帶動(dòng)功率探測(cè)器(7)在垂直面上繞器件臺(tái)(2)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，第二電機(jī)座(4.2)上的電機(jī)(5)通過旋轉(zhuǎn)臂(6)帶動(dòng)功率探測(cè)器(7)在水平面上繞器件臺(tái)(2)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述電機(jī)(5)為伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一電機(jī)座(4.1)和第二電機(jī)座 (4. 2)分別固定在由底座(3)側(cè)邊垂直向上伸出的第一安裝臂(3. 1)和第二安裝臂(3. 2) 上，所述第二安裝臂(3.2)的上部垂直彎折至器件臺(tái)(2)的上方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙臂式半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試裝置，包括底座、電機(jī)和功率探測(cè)器，底座上分別固定有器件臺(tái)、第一電機(jī)座和第二電機(jī)座，第一電機(jī)座和第二電機(jī)座上分別設(shè)有一組包括電機(jī)和功率探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)還包括有旋轉(zhuǎn)臂，功率探測(cè)器通過旋轉(zhuǎn)臂與電機(jī)連接，第一電機(jī)座上的電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)功率探測(cè)器在垂直面上繞器件臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，第二電機(jī)座上的電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)功率探測(cè)器在水平面上繞器件臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該裝置以激光器發(fā)光點(diǎn)為圓心，以一固定臂長(zhǎng)為半徑，帶動(dòng)探測(cè)器在激光器發(fā)光區(qū)域內(nèi)做180度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)參數(shù)的精確測(cè)量。
文檔編號(hào)G01M11/02GK201673033SQ201020192758
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者代華斌, 劉興勝, 李鋒, 鄭艷芳 申請(qǐng)人:西安炬光科技有限公司