本發明專利技術提出了一種簡便實用的半導體激光器光束特性測試裝置及測試方法。該半導體激光器光束特性測試裝置，包括半圓形光束接收裝置和旋轉驅動機構；半導體激光器的輸出端位于該半圓形光束接收裝置的圓心，半圓形光束接收裝置面向半導體激光器安裝有多個光接收器，各個光接收器分別接有微型探測器；以半導體激光器的輸出光束的光軸為旋轉軸，半圓形光束接收裝置或半導體激光器由所述旋轉驅動機構驅動旋轉。本發明專利技術能夠得到整個激光器光束特性實時曲線，并直觀地描述激光器的光束特性，從而實現對半導體激光器的空間光束特性參數的測量。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于激光器測試領域，涉及一種。
技術介紹
隨著半導體激光器性能的不斷提高，其在工業加工、激光醫療、激光顯示等領域獲得了越來越為廣泛的應用。但是半導體激光器由于其特殊的有源區波導結構，快軸發散角比較大，而且快慢軸光束不對稱，導致其輸出光束的質量比較差，因此半導體激光器的光束質量成為制約其應用的關鍵瓶頸之一。研究如何改進半導體激光器的光束質量，必須準確獲取其快慢軸發散角、束腰半徑等信息，因此對半導體激光器光束特性的測量就越來越為人們所關注。多年來，人們提出了多種測試半導體發散角的方法。其中常用的測試方法有(I)直接測量法 直接測量法主要包括兩種a)垂直定距測量法(半導體激光器參數測量裝置專利)。即保持激光器發光點與激光探測垂直距離為一固定值，以水平運動的方式，將激光探測器以垂直于激光器發光軸線的垂直平面移動至激光器發光范圍區域，測量不同位置處的激光器光功率，達到光束特性測試的目的。但是這種方法測試指向比較單一，各測試點參考位置相對與激光器發光點的絕對位置不同，導致各點測試誤差比較大。b) CXD測量法(激光光束發散角測試方法專利)。距激光器發光點一定距離處設置CCD攝像機，CCD攝像機鏡頭接收中心與激光器發光點保持同心，在激光器發光后，通過圖形采集的方式得到激光器發光的區域。這種方法能夠直觀的測量出激光器的發光區域，但是受到CCD本身尺寸與成本的限制，只適用于測量較小功率的激光器光束特性參數。(2)間接測量法(基于單片機的激光光束特性光斑直接測量系統，《光電技術應用》2004-10)。即被檢測激光在一定距離照射漫反射靶板，同時觸發信號送GPS時統，以記錄激光脈沖發射時刻。光電探測器接收脈沖激光信號，經測頻、延時后向圖像攝取設備(CCD攝像機或熱像儀)發出觸發信號，使其記錄激光光斑圖像。記錄完畢后由專用軟件對各幀圖像進行處理得到各脈沖的光束特性光斑參數。這種方法適用于測量較大功率激光器產品，但是探測器響應時間較長，達IO5量級，對極端脈沖激光探測(如IOns)效率低，實時性較差，測量精度也不高。目前現有的光束特性測量方法及裝置在應用過程中均存在一定的局限性，例如測量精度差、測試耗時較長、僅適用于小功率半導體激光器。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術中的缺點，提出一種簡便實用的，采用該測試裝置能夠得到整個激光器光束特性實時曲線，并直觀地描述激光器的光束特性，從而實現對半導體激光器的空間光束特性參數的測量。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的半導體激光器光束特性測試裝置，包括半圓形光束接收裝置和旋轉驅動機構；半導體激光器的輸出端位于該半圓形光束接收裝置的圓心，半圓形光束接收裝置面向半導體激光器安裝有多個光接收器，各個光接收器分別接有微型探測器；以半導體激光器的輸出光束的光軸為旋轉軸，半圓形光束接收裝置或半導體激光器由所述旋轉驅動機構驅動旋轉。上述多個光接收器均勻分布，各個光接收器與半導體激光器的輸出端之間的距離相等。 上述光接收器可以為光纖、光波導等器件；上述微型探測器可以采用光電二極管、光電倍增管等。上述光束特性測量裝置的測試精度與光接收器及微型探測器的數目有關。光接收器能夠接收半導體激光器在各個角度所發出的光束，并將光束傳輸至所述的微型探測器。微型光接收器及微型探測器的數量越大，測試結果越精確。本專利技術采用上述測試裝置的第一種實現半導體激光器光束特性測試的方法如下I)半導體激光器的位置保持固定，以半導體激光器的輸出光束的光軸為旋轉軸，旋轉半圓形光束接收裝置180度，在旋轉過程中，多次測量、記錄半圓形光束接收裝置上每個光接收器的光強，得到所有光接收器對應于不同旋轉角度的光強數據；2)對數據進行分析處理，獲得表征半導體激光器光束特性的信息(空間光強分布、快軸發散角、慢軸發散角等)。本專利技術采用上述測試裝置的第一種實現半導體激光器光束特性測試的方法如下I)半圓形光束接收裝置的位置保持固定，以半導體激光器的輸出光束的光軸為旋轉軸，旋轉半導體激光器180度，在旋轉過程中，多次測量、記錄半圓形光束接收裝置上每個光接收器的光強，得到所有光接收器對應于不同旋轉角度的光強數據；2)對數據進行分析處理，獲得表征半導體激光器光束特性的信息(空間光強分布、快軸發散角、慢軸發散角等)。本專利技術具有以下有益效果I)本專利技術能夠精確測量半導體激光器在三維空間的光束特性參數；2)本專利技術采用了直接測量的方式，具有較高的精度與可靠性；3)本專利技術在激光器功率探測的過程中，能夠保持激光器發光點與探測器之間的絕對距離不變，等距的測量激光器發光點光束特性各點處的光強信息。4)本專利技術的裝置均具有結構簡單，使用方便快捷的特點。附圖說明圖I是本專利技術的半導體激光器光束特性測試裝置示意圖。圖2是本專利技術第一種測試方案的示意圖。圖3是本專利技術第二種測試方案的示意圖。圖4是利用本專利技術第一種測試方案所測的單管半導體激光器在快慢軸方向的光束分布；其中，(a)為快軸光束分布，(b)為慢軸光束分布。圖5是利用本專利技術第二種測試方案所測的單管半導體激光器在快慢軸方向的光束分布；其中，(a)為快軸光束分布，(b)為慢軸光束分布。附圖標號說明1為半導體激光器，2為半圓形光束接收裝置，3為半圓形光束接收裝置中的光接收器，4為半圓形光束接收裝置中的探測器，5為旋轉電機。具體實施例方式以下結合附圖對本專利技術做進一步詳細描述。本專利技術的半導體激光器光束特性測試方法包括以下兩種測試方案 第一種測試方案激光器旋轉、探測器固定方式，，如圖2所示I)將半導體激光器I置于半圓形光束接收裝置2圓心附近；2)將半導體激光器I固定不動，通過旋轉電機5將半圓形光束接收裝置2旋轉180度；3)每旋轉一定角度進行一次測量，記錄半圓形光束接收裝置2上每個光接收器的光強。4)對數據進行分析處理，獲得半導體激光器空間光強分布、快軸發散角、慢軸發散角等信息。第二種測試方案激光器固定、探測器旋轉方式，如圖3所示I)將半導體激光器I置于半圓形光束接收裝置圓心附近；2)固定半圓形光束接收裝置2不動，使用旋轉電機5將半導體激光器I旋轉180度；3)每旋轉一定角度進行一次測量，記錄半圓形光束接收裝置2上每個光接收器的光強。4)對數據進行分析處理，獲得半導體激光器I空間光強分布、快軸發散角、慢軸發散角等信息。利用本專利技術第一種測試方案在電流I. 8A下測量了單管半導體激光器在快慢軸方向的光束分布，如圖4所示。利用本專利技術第二種測試方案在電流I. 8A下測量了單管半導體激光器在快慢軸方向的光束分布，如圖5所示。可以看出，利用本專利技術所述裝置獲得了精確的半導體激光器光束分布結果。本專利技術所述的第一種測試方案和第二種測試方案是基于半圓形光束接收裝置。但本專利技術也可采用l/2n圓光束接收裝置(n>2)，在實際測量過程中需要旋轉l/2n圓光束接收裝置，重復如前所述的第一種及第二種測試方案η次，即可以得到與半圓形光束接收裝置相同的結果。綜上所述，本專利技術的半導體激光器光束特性測試裝置以及相應的測試方法不僅很好地解決了傳統光束特性測試方法缺點，并且物理實現較為簡單，成本較低，且光束特性參數描述全面，具備良好的應用前景。權利要求1.半導體激光器光束特性測試裝置，包括半圓形光束接收裝置和旋轉驅動機構；半導體激光器的輸出端位于該半圓形光束接收本文檔來自技高網...
【技術保護點】
半導體激光器光束特性測試裝置，包括半圓形光束接收裝置和旋轉驅動機構；半導體激光器的輸出端位于該半圓形光束接收裝置的圓心，半圓形光束接收裝置面向半導體激光器安裝有多個光接收器，各個光接收器分別接有微型探測器；以半導體激光器的輸出光束的光軸為旋轉軸，半圓形光束接收裝置或半導體激光器由所述旋轉驅動機構驅動旋轉。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張普，劉興勝，吳迪，宗恒軍，
申請(專利權)人：西安炬光科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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