專利名稱：一種半導(dǎo)體激光器偏振測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體激光器偏振測(cè)試系統(tǒng)，尤其涉及對(duì)大功率半導(dǎo)體激光器的偏振測(cè)試。
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(zhǎng)壽命、大功率等諸多優(yōu)點(diǎn)，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(zhǎng)、和偏振特性，同時(shí)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(huì)對(duì)陣列引入額外的應(yīng)力，對(duì)激光器的閾值電流、偏振等特性造成影響，從而降低激光器的壽命。應(yīng)力會(huì)造成半導(dǎo)體激光器陣列中各發(fā)光單元的相對(duì)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(cè)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(gè)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(zhǎng)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(gè)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(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致發(fā)射光束偏振度的變化。測(cè)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(guó)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(shí)驗(yàn)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(cè)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(jī)上，然后將偏振片旋轉(zhuǎn)90，記錄結(jié)果，得到偏振度的值，此種方法無法判斷偏振模式，且偏振片無法承受大功率激光，難以測(cè)試大功率半導(dǎo)體激光器偏振度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種半導(dǎo)體激光器偏振測(cè)試系統(tǒng)，以準(zhǔn)確測(cè)試半導(dǎo)體激光器偏振度及其偏振模式。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種半導(dǎo)體激光器偏振測(cè)試方法半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束經(jīng)壓縮會(huì)聚后入射至偏振分光器件，按照偏振態(tài)分光形成透射光和反射光；分別讀取透射光功率和反射光功率將功率較大的記為Pmax，功率較小的記為Pmin，計(jì)算得出半導(dǎo)體激光器偏振度為 (Pmax-Pmin) / (Pmax+Pmin)。 上述壓縮會(huì)聚可以是快軸壓縮或者快軸和慢軸一起壓縮壓縮。 上述偏振分光器件最好采用偏振立方體分光器，使P態(tài)偏振光透射，而S態(tài)偏振光被反射。一種半導(dǎo)體激光器偏振測(cè)試系統(tǒng)，包括在半導(dǎo)體激光器出射光路上依次設(shè)置的會(huì)聚透鏡聚、偏振分光器件，在偏振分光器件的透射方向和反射方向上分別設(shè)置有功率探測(cè)
直ο上述功率探測(cè)裝置可以采用功率計(jì)、或者光電探測(cè)器和數(shù)據(jù)采集卡的組合、或者光電探測(cè)器和萬用表的組合。上述的偏振分光器件優(yōu)選偏振立方體分光器，這樣能夠使P態(tài)偏振光透射，S態(tài)偏振光被反射。上述會(huì)聚透鏡為柱面透鏡、球面透鏡或者非球面透鏡。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、測(cè)試準(zhǔn)確性、重復(fù)性以及精度較好。2、能夠適用于測(cè)試大功率激光器的偏振度。

圖1為本實(shí)用新型原理圖；圖2本實(shí)用新型實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一功率測(cè)試結(jié)果；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例一偏振度測(cè)試結(jié)果；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二功率測(cè)試結(jié)果；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例二偏振度測(cè)試結(jié)果。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型采用的方案是半導(dǎo)體激光器所發(fā)出的光經(jīng)過和發(fā)光面中心在同一水平面的柱面透鏡壓縮匯聚，經(jīng)壓縮匯聚后的光束入射到偏振立方體分光器上，記錄第一光功率探測(cè)裝置的讀數(shù)Pmax，第二光功率探測(cè)裝置的讀數(shù)Riiin，計(jì)算得出半導(dǎo)體激光器偏振度為(Pmax-Pmin) / (Pmax+min)。半導(dǎo)體激光器所發(fā)出光束通過柱面透鏡進(jìn)行快軸壓縮匯聚或者快慢軸壓縮匯聚，經(jīng)過壓縮匯聚后的光束入射至偏振立方體分光器上，偏振立方體分光器對(duì)激光按照偏振態(tài)不同進(jìn)行分光，P偏振光通過偏振立方體分光器，S偏振光被偏振立方體分光器進(jìn)行反射，用第一光功率探測(cè)裝置探測(cè)通過偏振立方體分光器P偏振態(tài)的功率，用第二光功率探測(cè)裝置探測(cè)被偏振立方體分光器反射后的S偏振態(tài)的功率，偏振度為(Pmax-Pmin)/ (Pmax+min)。通過此種方法可直接判斷半導(dǎo)體激光器是TE模式還是TM模式。偏振立方體分光器由兩個(gè)直角棱鏡組成，其中一塊的斜面上鍍有電介質(zhì)多層偏光膜。偏振立方體分光器允許P偏振光通過，而S偏振光全部被反射。實(shí)施例一如圖2所示，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，半導(dǎo)體激光器發(fā)光的激光束經(jīng)過柱面透鏡進(jìn)行快軸壓縮會(huì)聚后入射至偏振分光器件，偏振分光器件采用偏振立方體分光器，使P態(tài)偏振光透射，而S態(tài)偏振光被反射。用功率探測(cè)器及萬用表分別測(cè)試態(tài)透射光和S反射光的光功率較大的記為Pmax，功率較小的記為Pmin，計(jì)算得出半導(dǎo)體激光器偏振度為(Pmax-Pmin)/(Pmax+Pmin)，圖4為本實(shí)施例功率測(cè)試的結(jié)果，本實(shí)施例測(cè)試的半導(dǎo)體激光器功率為40W左右，，圖5為本實(shí)施例偏振度測(cè)試結(jié)果，透射光的功率比反射光的功率大，因此，該半導(dǎo)體激光器是TE模式；測(cè)試的平均偏振度為93. 07%，最大偏振度為 93. 39 %，最小偏振度為92. 86 %。實(shí)施例二如圖3所示，圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，半導(dǎo)體激光器發(fā)光的激光束經(jīng)過球面透鏡和非球面透鏡分別進(jìn)行快軸和慢軸壓縮會(huì)聚后入射至偏振分光器件，偏振分光器件采用偏振立方體分光器，使P態(tài)偏振光透射，而S態(tài)偏振光被反射。用功率探測(cè)器及萬用表分別測(cè)試態(tài)透射光和S反射光的光功率較大的記為Pmax，功率較小的記為Pmin， 計(jì)算得出半導(dǎo)體激光器偏振度為(Pmax-Pmin)/(Pmax+Pmin)，圖6為本實(shí)施例的功率測(cè)試結(jié)果，本實(shí)施例測(cè)試的半導(dǎo)體激光器功率為60W左右，圖7為本實(shí)施例偏振度測(cè)試結(jié)果，本實(shí)施例中透射光的功率比反射光的功率大，因此，該半導(dǎo)體激光器是TE模式；測(cè)試的平均偏振度為94. 85%，最大偏振度為98. 31%，最小偏振度為93. 72%。
權(quán)利要求1.半導(dǎo)體激光器偏振測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括在半導(dǎo)體激光器出射光路上依次設(shè)置的會(huì)聚透鏡聚、偏振分光器件，在偏振分光器件的透射方向和反射方向上分別設(shè)置有功率探測(cè)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(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述功率探測(cè)裝置是功率計(jì)、或者光電探測(cè)器和數(shù)據(jù)采集卡的組合、或者光電探測(cè)器和萬用表的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器偏振測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的偏振分光器件為偏振立方體分光器，能夠使P態(tài)偏振光透射，S態(tài)偏振光被反射。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器偏振測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述會(huì)聚透鏡為柱面透鏡、球面透鏡或者非球面透鏡。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體激光器偏振測(cè)試系統(tǒng)，以準(zhǔn)確測(cè)試半導(dǎo)體激光器偏振度及其偏振模式。本實(shí)用新型的方案是半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束經(jīng)壓縮匯聚后入射至偏振分光器件，按照偏振態(tài)分光形成透射光和反射光，分別讀取透射光功率Pmax和反射光功率Pmin，計(jì)算得出半導(dǎo)體激光器偏振度為(Pmax-Pmin)/(Pmax+Pmin)。
文檔編號(hào)G01M11/02GK202255840SQ20112035753
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)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, 周國(guó)鋒 申請(qǐng)人:西安炬光科技有限公司