一种高精度光功率光波长测试机台的制作方法

本实用新型涉及一种高精度光功率光波长测试机台。

背景技术：

对于可视光或红外光发射芯片的光学测试，目前一般是在光学实验室完成的。现有的方案一般是使用光学相机观测发光源，再将光源或者相机固定在三轴或多轴定位平台上，以实现对光源不同角度不同方位的测量。工业中目前并没有成熟的标准化产品来实现这个功能，大部分芯片的光学测试需要进行测量机台的专业订制，因此消耗了大量的时间和成本。同时现有技术中的光学相机用于测量光源时，一般只能测量亮度和光功率，而无法测量例如波长等更加专业的光学参数故而测试内容少；现有的三轴或多轴定位平台一般精度受限于电机和减速器的精度，无法达到理想的精度要求，而高精度的订制三轴定位平台价格昂贵，驱动和定位误差耦合在一起导致非线性冗余问题，既增设了技术门槛，又使成本大幅度增加，即使定位平台的精度足够，运动部分和测试部分的相对位置也会有较大的偏差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、成本低、测试内容多和安装精度高的高精度光功率光波长测试机台。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括测试积分球定位块、积分球固定支架定位块和旋转模组定位块，产品适配设置在所述旋转模组定位块上，所述测试积分球定位块与产品相配合，所述测试积分球定位块和所述旋转模组定位块之间设置有标定模组定位块，所述标定模组定位块用于所述测试积分球定位块的定位。

进一步地，所述旋转模组定位块包括X轴旋转模块定位块和Y轴旋转模块定位块，所述标定模组定位块包括依次堆叠的X轴定位块定位块、Y轴定位块定位块和Z轴定位块定位块，所述X轴定位块定位块与所述X轴旋转模块定位块相连接配合，所述Y轴定位块定位块和所述Y轴旋转模块定位块相连接配合，所述Z轴定位块定位块与所述测试积分球相连接配合

进一步地，所述固定轴承座定位块上设置有轴承定位块，所述X轴旋转模块定位块包括X轴转动块定位块，所述X轴转动块定位块的两侧分别与两个所述轴承定位块相转动配合，所述X轴转动块定位块的中部纵向设置有转动轴定位块，所述Y轴旋转模块定位块包括与所述转动轴定位块相配合的Y轴转动块定位块，所述Y轴转动块定位块上设置有Z轴升降模块定位块，产品适配设置在所述Z轴升降模块定位块上。

进一步地，所述Z轴升降模块定位块包括升降电机定位块和产品安装平台定位块，所述产品安装平台定位块与所述升降电机定位块的输出轴定位块相连接配合。

进一步地，所述X轴定位块定位块为横向设置的第一方形块定位块，所述X轴转动块定位块的两侧与所述X轴定位块定位块的两侧通过销钉相连接配合，所述Y轴定位块定位块为设置在所述X轴定位块定位块下端面的第二方形块定位块，所述Y轴定位块定位块的下端面与所述产品安装平台定位块的上端面相对位配合，所述Z轴定位块定位块为竖向设置在所述X轴定位块定位块的中部的筒形块，所述Z轴定位块定位块的上端套设在所述测试积分球定位块的进光口上。

进一步地，所述积分球固定支架定位块包括竖直导轨定位块，所述竖直导轨定位块上滑动配合设置有滑块定位块，所述滑块定位块的前端固定设置有积分球固定座定位块，所述积分球固定座定位块的中部设置有供所述测试积分球定位块安装的安装腔体，所述安装腔体定位块与所述测试积分球定位块的中部相适配。

进一步地，所述滑块定位块与所述竖直导轨定位块通过螺栓相连接。

进一步地，所述竖直导轨定位块的上端设置有上限位顶柱定位块，所述上限位顶柱定位块与所述滑块定位块的上端面相配合。

本实用新型的有益效果为：本实用新型使用了光学测试积分球来进行更为精确和专业的测量，可以测量诸如光功率、波长、频率等光学参数；本实用新型通过标定模组定位测试积分球和旋转模组之间的安装配合位置，标定模组可以当做专用的机械治具进行机械对位调节，调整方式更加简单高效，调整后的精度优于一般三轴定位平台，调整后旋转模组部分和测试积分球部分的相对位置精确；另外，调整完毕后标定模组可以拆卸下来，使得本实用新型的定位非常灵活，简化了定位结构，降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是标定模组的结构示意图；

图3是旋转模组的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型的具体实施方式是：本实用新型包括测试积分球1、积分球固定支架2和旋转模组3，产品适配设置在所述旋转模组3上，所述测试积分球1与产品相配合，所述测试积分球1和所述旋转模组3之间设置有标定模组4，所述标定模组4用于所述测试积分球1的定位。

所述测试积分球1为专用测试部件，所述测试积分球1是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体，又称光度球，光通球；所述测试积分球1用来对处于球内或放在球外并靠近某个窗口处的试样对光的散射或发射进行收集，进而测量光功率、光波长、光通量、色温、显色指数和光效等指标；所述测试积分球1将产品发出的光线聚集并转移到外部光谱仪上，通过光谱仪内部电路进行光谱分析计算光波长，而所述测试积分球1上会设置有光电传感器并将光信号转化为电信号，再通过万用表算出光电流大小。

在本具体实施例中，所述旋转模组3包括X轴旋转模块31和Y轴旋转模块32，所述标定模组4包括依次堆叠的X轴定位块41、Y轴定位块42和Z轴定位块43，所述X轴定位块41与所述X轴旋转模块31相连接配合，所述Y轴定位块42和所述Y轴旋转模块32相连接配合，所述Z轴定位块43与所述测试积分球相连接配合。

在本具体实施例中，所述旋转模组3还包括两块相对称设置的固定轴承座33，两块所述固定轴承座33沿X轴方向相对固定设置，所述固定轴承座33上设置有轴承5；所述X轴旋转模块31包括X轴转动块311和驱动所述X轴转动块311转动的第一驱动电机312，所述X轴转动块311为弓型的金属块，所述X轴转动块311的左右两侧分别与两个所述轴承5相转动配合；所述X轴转动块311的中部纵向设置有转动轴6，所述Y轴旋转模块32包括与所述转动轴6相配合的Y轴转动块321和驱动所述Y轴转动块321转动的第二驱动电机322，所述Y轴转动块321为L型的金属块，L型的金属块的竖向面与所述转动轴相垂直设置，而横向面则水平设置；所述Y轴转动块321上设置有Z轴升降模块34，产品适配设置在所述Z轴升降模块34上；所述Z轴升降模块34包括升降电机341和产品安装平台342，所述产品安装平台342位于所述升降电机341的输出轴的上端并与输出轴相连接配合，所述产品安装平台用于安装产品或产品载具。

在本具体实施例中，所述X轴定位块41为横向设置的第一方形块，所述X轴转动块311的两侧与所述X轴定位块41的两侧通过销钉相连接配合，即所述X轴定位块41可与所述旋转模组3可拆式连接配合；所述Y轴定位块42为固定设置在所述X轴定位块41下端面的第二方形块，所述Y轴定位块42具有一定的厚度，当所述标定模组4进行标定定位工作时，所述Y轴定位块42的下端面与所述产品安装平台342的上端面相对位配合；所述Z轴定位块43为竖向设置在所述X轴定位块41的中部的筒形块，所述Z轴定位块43的上端套设在所述测试积分球1的进光口上。所述X轴轴定位块41、所述Y轴定位块42和所述Z轴定位块43为一体成型设计，提高定位精度。所述X轴定位块41可以通过销钉定位X轴转动块311的位置，使得所述X轴转动块311暂时固定不转动；所述Y轴定位块42直接通过下端面对位固定所述产品安装平台342，使得所述产品安装平台342固定并不发生相对转动；所述Z轴定位块43此时再通过固定所述测试积分球1的进光口从而固定所述测试积分球1的位置；这样所述标定模组4就同时固定了所述测试积分球1在X，Y和Z三个方向上的位置。在精密仪器领域，我们知道一个定位如果涉及到的零件尺寸越多，它的尺寸链就越长，整体的累计公差就越大，就越难以保证这个定位的精度；此处的标定模组4只通过三个简单的零件和高精度的销钉，就可以完成对两个不同模组的相对位置进行标定，同时标定的精度可以达到0.1mm以内，并且不需要昂贵的测距仪等辅助工具；使得本实用新型具备精度高，使用快捷，成本低，易于修改等优点。

在本具体实施例中，所述积分球固定支架2包括竖直导轨21，所述竖直导轨21上滑动配合设置有滑块7，所述滑块7的前端固定设置有积分球固定座8，所述积分球固定座8的中部设置有供所述测试积分球1安装的安装腔体，所述安装腔体与所述测试积分球1的中部相适配。设置所述竖直导轨21的目的是使得所述测试积分球1的高度位置可调，因此积分球进光口距离发光源的高度是可控的，进而在测量数据时可以得到更好的测量效果。

在本具体实施例中，所述滑块7与所述竖直导轨21通过螺栓相连接。通过螺栓可以将所述滑块7固定在所述竖直导轨21上防止所述滑块7滑动进而令所述测试积分球1产生位置偏移，影响测量精度。

在本具体实施例中，所述竖直导轨21的上端设置有上限位顶柱9，所述上限位顶柱9与所述滑块7的上端面相配合。设置所述上限位顶柱9的作用是防止所述滑块7向上超范围运动，保护所述滑块7和所述测试积分球1。

在本具体实施例中，本实用新型的机台外壳的外部设计了专门的上下料口，在料口的两侧安装了安全光栅，设置所述安全光栅可以有效的防止操作人员被本实用新型中可运动的机构误伤。

本实用新型通过所述旋转模组3替代一般的三轴定位平台，在固定了产品即发光源距离所述测试积分球1的Z方向距离之后，所述旋转模组3可以带动发光源围绕X轴或Y轴进行大角度（超过100°）的转动，从而使所述测试积分球1可以测量发光源在各个不同角度上的光学参数。所述旋转模组3可以保证在旋转之后，发光中心距离零点的空间位置距离不超过0.1mm。另一方面，所述旋转模组3上的所述产品安装平台342的安装对象可以是各类小型的芯片或光源，只需要改变不同的固定方式即可。

所述标定模组4通过机械销钉的方式辅助所述测试积分球1和所述旋转模组3调节对位，在对位调节完毕之后取走，以免干涉测量。同时搭建所述标定模组4时间短，使得本实用新型的定位非常灵活，简化了定位结构，降低了成本。

本实用新型可用于光学测试设备的技术领域。