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一種半導(dǎo)體激光器偏振測試系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:5924817閱讀:2247來源:國知局
專利名稱:一種半導(dǎo)體激光器偏振測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種半導(dǎo)體激光器偏振測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)
高功率半導(dǎo)體激光器由于其小體積、高效率、長壽命、大功率等諸多優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)加工等許多領(lǐng)域。封裝質(zhì)量是半導(dǎo)體激光器質(zhì)量的重要影響因素。芯片封裝工藝作為激光器制作的重要工藝,是高功率半導(dǎo)體激光器應(yīng)用的重要限制因素,其質(zhì)量嚴(yán)重影響半導(dǎo)體激光器的輸出特性,如器件的功率、波長、和偏振特性,同時影響半導(dǎo)體激光器的可靠性和壽命。但是,在半導(dǎo)體激光器陣列的封裝過程中,由于熱沉材料與芯片的膨脹系數(shù)的差異,會對陣列引入額外的應(yīng)力,對激光器的閾值電流、偏振等特性造成影響,從而影響了激光器的使用并且降低激光器的壽命。應(yīng)力會造成半導(dǎo)體激光器陣列中各發(fā)光單元的相對位移,使得本來平直的陣列發(fā)生了 “彎曲”,影響了發(fā)射光束的質(zhì)量,增加了后端準(zhǔn)直、耦合的難度。所以,測量封裝過程中引入的應(yīng)力,進(jìn)而指導(dǎo)封裝工藝的改進(jìn),具有十分重要的意義。半導(dǎo)體激光器的偏振特性主要由兩個因素決定,一是量子阱材料增益的偏振依賴性,二是激光腔模式的偏振特性。由于材料生長的均勻性,可以認(rèn)為在未經(jīng)封裝的半導(dǎo)體激光器芯片中,偏振度在整個bar條內(nèi)是均勻的。由于封裝工藝中焊接溫度以及芯片與熱沉兩種材料的膨脹系數(shù)不同等因素,會導(dǎo)致導(dǎo)致發(fā)射光束偏振度的變化。測量半導(dǎo)體激光器的偏振度可以反應(yīng)封裝工藝質(zhì)量。《中國激光》“半導(dǎo)體激光器陣列偏振特性及其與應(yīng)力關(guān)系的實驗研究”(Vol.36, No. 5,May, 2009)中介紹了一種半導(dǎo)體激光器陣列偏振特性的測試方法,是激光光束或閾值下的熒光光束經(jīng)過偏振片,照射到CCD相機上,然后將偏振片旋轉(zhuǎn)90,記錄結(jié)果,得到偏振度的值,此種方法僅能粗略測試偏振度,也無法判斷偏振模式。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在提供一種半導(dǎo)體激光器偏振測試系統(tǒng),以精確測試半導(dǎo)體激光器的偏振度和判別偏振模式,其操作簡單、可適用于大批量半導(dǎo)體激光器產(chǎn)品的測試。本實用新型的技術(shù)方案如下一種半導(dǎo)體激光器偏振測試方法,是首先將激光器出射光按照功率進(jìn)行分光;分光得到的透射光通過偏振器件,再經(jīng)過會聚透鏡/透鏡組會聚入射至功率探測裝置;持續(xù)旋轉(zhuǎn)偏振器件,相應(yīng)取得功率探測裝置輸出的的光功率值;記錄所有光功率值中的最大光功率值Pmax和最小光功率值Rnin ;半導(dǎo)體激光器偏振度即(Pmax-Pmin)/ (Pmax+Pmin);分光得到的反射光經(jīng)分光棱鏡按照偏振模式對激光光束進(jìn)行再次分光,偏振態(tài)為 TE的透過分光棱鏡,偏振態(tài)為TM的經(jīng)分光棱鏡后被反射,分別取得偏振態(tài)為TE和TM的光束的光功率值,經(jīng)對比即可判定出半導(dǎo)體激光器的偏振模式。[0012]上述偏振器件一般采用偏振片,續(xù)旋轉(zhuǎn)偏振片,并取得光電探測器輸出的相應(yīng)偏振片旋轉(zhuǎn)位置的光功率值。上述持續(xù)旋轉(zhuǎn)偏振片是采用旋轉(zhuǎn)架實現(xiàn),旋轉(zhuǎn)架由手動、電機、氣壓或液壓驅(qū)動。對于上述光強的測試和記錄,采用功率探測裝置是功率計、或數(shù)字萬用表和光電探測器或數(shù)據(jù)采集卡和光電探測器的組合。取得各個光功率值(包括為測偏振度和偏振模式需要測試的光功率值)。一種半導(dǎo)體激光器偏振測試系統(tǒng),是在半導(dǎo)體激光器出射端設(shè)置有按照光強進(jìn)行分光的分光器,該分光器的透射方向上依次設(shè)置有偏振狀態(tài)可調(diào)的偏振器件、會聚透鏡/ 透鏡組、第一功率探測裝置;該分光器的反射方向上設(shè)置有按照偏振模式分光的分光棱鏡, 該分光棱鏡分出的透射、反射光路上分別設(shè)置有第二功率探測裝置和第三功率探測裝置。 偏振器件只能放在會聚透鏡/透鏡組前端,若會聚透鏡在偏振片之前,將影響偏振效果。上述偏振器件為偏振片,偏振片安裝在帶刻度的旋轉(zhuǎn)架上,所述旋轉(zhuǎn)架由手動、電機、氣壓或液壓驅(qū)動。上述第一功率探測裝置、第二功率探測裝置和第三功率探測裝置為功率探測器或者數(shù)字萬用表和光電探測器的組合或數(shù)據(jù)采集卡和光電探測器的組合以實現(xiàn)對光強或光功率的記錄和計算。本實用新型具有以下優(yōu)點1、操作簡單,針對不同型號的激光器在測量時調(diào)節(jié)簡便。2、可以同時測試半導(dǎo)體激光器的偏振模式及偏振度。3、可適用于大批量半導(dǎo)體激光器產(chǎn)品的偏振測試。對于同一批次待測的半導(dǎo)體激光器,只需固定第一次測量時對應(yīng)于最大光功率值Pmax和最小光功率值Rnin時偏振片的旋轉(zhuǎn)位置;若偏振片旋轉(zhuǎn)架帶有刻度,則對于不同批次的待測半導(dǎo)體調(diào)整偏振片位置時更加簡便。4、尤其適用于測試小于20W的半導(dǎo)體激光器器件。
圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)原理圖;圖2為本實用新型實施例結(jié)果示意圖。
具體實施方式
激光器所發(fā)的光通過分光鏡,分光鏡按照功率將激光器光束進(jìn)行分光,95%的激光器光束透過分光鏡,5%的激光光束經(jīng)過分光鏡反射后到達(dá)分光棱鏡,分光棱鏡按照偏振模式對激光光束進(jìn)行分光,偏振態(tài)為TE的透過分光棱鏡,偏振態(tài)為TM的經(jīng)分光棱鏡后被反射,通過感光卡和萬用表測試偏振態(tài)為TE和TM的激光光束的功率。95%的激光器光束透過分光鏡,經(jīng)過會聚透鏡,入射到光電探測器上,一邊旋轉(zhuǎn)偏振片一邊觀察數(shù)字萬用表的讀數(shù),直到讀數(shù)顯示最大為止,將此數(shù)據(jù)記錄下來為Pmax,繼續(xù)旋轉(zhuǎn)偏振片直到數(shù)字萬用表的讀數(shù)顯示最小,記錄下此值為Riiin,計算得出半導(dǎo)體激光器偏振度為(Pmax-Pmin)/ (Pmax+Pmin)。實施例[0027]如圖1所示,1為半導(dǎo)體激光器;2為分光鏡;3為偏振裝置;4為會聚透鏡;5為第一光電探測器;6為第一數(shù)字萬用表;7為分光棱鏡;8為第二光電探測器;9為第二數(shù)據(jù)采集卡;10為第三光電探測器;11為第三數(shù)據(jù)采集卡;12為第一功率探測裝置;13為第二功率探測裝置;14為第三功率探測裝置。半導(dǎo)體激光器1發(fā)出激光光束,激光光束到達(dá)分光鏡2后,95%的激光光束透過過分光鏡2,到達(dá)偏振裝置3,5%的激光光束經(jīng)分光鏡2反射后到達(dá)分光棱鏡7,分光棱鏡7 對偏振態(tài)為TE的激光光束透射,分光棱鏡7對偏振態(tài)為TM的激光光束反射。偏振態(tài)為TE 的激光光束經(jīng)過分光棱鏡7后達(dá)到第二光電探測器8,然后用第二數(shù)據(jù)采集卡9采集數(shù)據(jù)可得出偏振態(tài)為TE的激光光束的功率;同時偏振態(tài)為TM的激光光束經(jīng)過分光棱鏡7反射后可到達(dá)第三光電探測器10,然后用第三數(shù)據(jù)卡11采集數(shù)據(jù)可得出偏振態(tài)為TM的激光光束的功率,通過偏振態(tài)為TE和偏振態(tài)為TM的激光光束的功率可知半導(dǎo)體激光器1的主偏振模式。然后95%的激光光束透過分光鏡2,經(jīng)過偏振裝置3和會聚透鏡4,入射到第一光電探測器5上,一邊旋轉(zhuǎn)偏振裝置3 —邊觀察第一數(shù)字萬用表6的讀數(shù),直到第一數(shù)據(jù)采集卡6讀數(shù)顯示最大為止,將此數(shù)據(jù)記錄下來為Pmax,繼續(xù)旋轉(zhuǎn)偏振裝置3直到第一數(shù)據(jù)采集卡6的讀數(shù)顯示最小,記錄下此值為Riiin,計算得出半導(dǎo)體激光器偏振度為(Pmax-Pmin)/ (Pmax+Pmin)。用本實用新型方法測試了 808nm的半導(dǎo)體激光器的偏振模式及偏振度,偏振度隨電流變化的測試結(jié)果參見圖2,偏振模式為TE,偏振度為94. 37%,最大偏振度為95. 33%, 最小偏振度為93. 12%。
權(quán)利要求1.半導(dǎo)體激光器偏振測試系統(tǒng),其特征在于在半導(dǎo)體激光器出射端設(shè)置有按照功率進(jìn)行分光的分光器,該分光器的透射方向上依次設(shè)置有偏振狀態(tài)可調(diào)的偏振器件、會聚透鏡/透鏡組、第一功率探測裝置;該分光器的反射方向上設(shè)置有偏振分光棱鏡,該分光棱鏡分出的透射、反射光路上分別設(shè)置有第二功率探測裝置和第三功率探測裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器偏振測試系統(tǒng),其特征在于所述偏振器件為偏振片,偏振片安裝在帶刻度的旋轉(zhuǎn)架上,所述旋轉(zhuǎn)架由手動、電機、氣壓或液壓驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器偏振測試系統(tǒng),其特征在于所述第一功率探測裝置、第二功率探測裝置和第三功率探測裝置是功率計或者數(shù)字萬用表和光電探測器的組合或者數(shù)據(jù)采集卡和光電探測器的組合。
專利摘要本實用新型提供了一種半導(dǎo)體激光器偏振測試系統(tǒng),以精確測試半導(dǎo)體激光器的偏振度和判別偏振模式。本實用新型的偏振測試系統(tǒng)是在半導(dǎo)體激光器出射端設(shè)置有按照功率進(jìn)行分光的分光器,該分光器的透射方向上依次設(shè)置有偏振濾光狀態(tài)可調(diào)的偏振器件、會聚透鏡/透鏡組、第一功率探測裝置;該分光器的反射方向上設(shè)置有按照偏振模式分光的分光棱鏡,該分光棱鏡分出的透射、反射光路上分別設(shè)置有第二功率探測裝置和第三功率探測裝置。本實用新型操作簡單,可適用于大批量半導(dǎo)體激光器產(chǎn)品的測試,針對不同型號的激光器在測量偏振度時調(diào)節(jié)簡便,可快速判定半導(dǎo)體激光器的偏振模式。
文檔編號G01M11/02GK202255839SQ201120356779
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者劉興勝, 吳迪, 張彥鑫 申請人:西安炬光科技有限公司
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