激光模块老化单元、老化设备及其老化方法与流程

1.本发明涉及激光模块老化技术领域，尤其涉及一种激光模块老化单元、老化设备及其老化方法。


背景技术：

2.半导体激光器由于其波长范围宽、体积小、重量轻、寿命长等诸多优势，已被广泛的应用在军事、通信、投影、医疗、照明以及科研等领域，并且需求也在逐渐增加。半导体激光器的老化，是生产厂家产品出厂之前必须经过的一道生产检验流程，经过老化筛选后的激光器才能确保其品质及使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供了一种占用空间小和方便拆装的激光模块老化单元、老化设备及老化方法。
4.为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种激光模块老化单元，其包括托盘、接线座、激光器模块组件、激光器模块老化功率测量装置、电源供应器及水管，所述托盘包括托板、前端板及后端板，所述前端板固定于所述托板前端，所述后端板固定于所述托板后端，三者共同形成一u形结构，所述接线座、所述激光器模块组件、所述激光器模块老化功率测量装置和所述电源供应器沿前后方向依次安装于所述托板，所述水管连接水冷机和所述激光器模块组件。
5.为实现前述目的，本发明还采用如下技术方案：一种激光模块老化设备，包括机柜及激光模块老化单元，若干所述激光模块老化单元呈矩阵排列，并且活动地插接于所述机柜内。
6.为实现前述目的，本发明还采用如下技术方案：一种老化方法，其包括如下步骤：s1、激光器模块放置于一水冷底座；s2、手动扳动一快速夹具的手柄，使快速夹具和所述水冷底座夹持固定住所述激光模块；s3、激光器模块发出的激光照射于前散热体上，少量激光依次穿过前散热体的前通孔、后散热体的后通孔照射于一激光收集条的弧形凹槽内，所述前散热体位于所述后散热体后方，所述前散热孔和所述后散孔前后对齐；以及s4、该少量激光经过所述弧形凹槽的内侧壁多次反射后，最终集中于一光电感应器上，所述光电感应器将激光转换为电信号，实现对所述激光器模块的功率变化趋势进行抽样检测。
7.本发明激光模块老化单元采用抽屉式结构，可以阵列的方式排列在机架上，占用空间小，方便拆装，提高工作效率；激光器模块的信号线与接线座的接线夹夹持固定，实现激光器模块和接线座电性连接，连接简便、容易；水管上设置有流量计和流量调节阀，流量计用于探测水管中水的流量变化，流量调节阀用于根据老化测试需求，控制甚至关闭水流；
透过激光收集条设置弧形凹槽，被采样的激光经过弧形凹陷多次反射后集中于光电感应器进行测量，只使用了一个光电感应器就达成对激光器模块功率采集的目的，结构简单，工作原理简单，经济性好。激光模块老化设备，占用空间少，各激光模块老化单元之间独立运行，互不干扰，提高了工作效率和稳定性，同时方便激光模块老化单元的维护保养。激光模块老化方法的工作原理简单，能够实时快速的测试激光模块的激光的功率的变化趋势。
附图说明
8.图1为本发明激光模块老化单元的立体图。
9.图2为本发明激光模块老化单元另一角度的立体图。
10.图3为本发明激光模块老化单元的立体分解图。
11.图4为本发明激光模块老化单元的激光器模块组件的立体图。
12.图5为本发明激光模块老化单元的激光器模块组件的立体分解图。
13.图6为本发明激光模块老化单元的水冷板的剖视图。
14.图7为本发明激光模块老化单元的激光器模块组件的剖视图。
15.图8为图7中圆圈内的放大图。
16.图9为本发明激光模块老化单元的激光器模块组件的快速夹具的立体图。
17.图10为本发明激光模块老化单元的激光器模块组件的快速夹具的立体分解图。
18.图11为本发明激光模块老化单元的激光器模块老化功率测量装置的立体图。
19.图12为本发明激光模块老化单元的激光器模块老化功率测量装置的剖视图。
20.图13为本发明激光模块老化单元的激光器模块老化功率测量装置另一角度的立体图。
21.图14为本发明激光模块老化单元的激光器模块老化功率测量装置的立体分解图。
22.图15为本发明激光模块老化单元的激光器模块老化功率测量装置另一角度的立体分解图。
23.图16为本发明激光模块老化设备的前视图。
24.图17为本发明激光模块老化设备的水路示意图。
具体实施方式
25.请参阅图1至图3所示，本发明公开一种激光模块老化单元100，采用抽屉式结构，插接于激光模块老化设备200的机柜205上，一个机架205上可以插接多个激光模块老化单元100，激光模块老化单元100以阵列的方式排列在机架上，占用空间小，方便拆装，提高工作效率。
26.激光模块老化单元10包括托盘10、接线座20、激光器模块组件30、激光器模块老化功率测量装置40、电源供应器50和水管60。
27.托盘10包括水平的托板11、前端板12及后端板13，前端板12固定于托板11前端，后端板13固定于托板11后端，三者共同形成一u形结构。接线座20、激光器模块组件30、激光器模块老化功率测量装置40和电源供应器50沿前后方向依次固定于托板11上，并且介于前端板12和后端板13之间。
28.接线座20上设置有两个免焊式的接线夹21。
29.激光器模块组件30包括水冷底座31、快速夹具32及激光器模块33，快速夹具32和激光器模块33安装于水冷底座30上，快速夹具32为标准件，用于向下抵压激光器模块33在水冷底座31上。
30.请结合图4至图10所示，水冷底座31包括水冷板311、底板312及单向阀313，水冷板311包括上表面、下表面及介于上表面和下表面之间的多个侧表面，相对的两个侧表面上分别连接有进水接头314和出水接头315。水冷板311内设有水流通道（未图示），水流通道与进水接头314、出水接头315及单向阀313连通，单向阀313设于上冷板311上表面，与水流通道连通，单向阀313采用常闭状态，当激光器模块33放置于上冷板311上表面时，激光器模块33抵压单向阀313，使单向阀313打开，然后，水冷板311中的水流进入激光器模块33内后流出后再次进入水冷板311中，并且带走激光器模块33的热量，实现对激光器模块33进行散热。
31.进一步地，水冷板311的水流通道包括第一进水流道3111、第二进水流道3112、第一出水流道3113、第二出水流道3114及安装孔3115。第一进水流道3111和第一出水流道3113水平延伸，第二进水流道3112和第二出水流道3114水平隔开，分别竖直延伸，并且上下贯穿水平板11。安装孔3115中安装有温度感应器3116，用于测量水冷板311的实时温度。
32.进一步地，单向阀313包括两活动水管3131、两导向环3132、两o形密封圈3133及两弹簧3134。活动水管3131一一上下活动设置于水冷板311的第二进水流道3112和第二出水流道3114中，上端凸伸水冷板311；导向环3132和密封圈3133套设于活动水管3131上，并且限位凹槽1110中，密封圈3133位于导向环3132上方，并且位于激光器模块33、导向环3132和活动水管3131之间；弹簧3134位于水流通道中，套设于活动水管3131下端，弹簧3134并向上抵压活动水管3131。活动水管3131的侧壁设有通孔3138，在初始位置时，通孔130被水流通道的侧壁遮挡，从而阻止水流动。
33.快速夹具32安装于水冷板311上，位于激光器模块33前侧，操作简便，对激光器模块33的固定可靠。
34.激光器模块33设有外接信号线330，信号线330一端连接激光器模块33，另一端被接线座20的接线夹21夹持固定，实现激光器模块33和接线座20电性连接，连接简便、容易。激光器模块33下表面设有进水开口331和出水开口332，与对应的活动水管3131上下对齐贯通，当单向阀313打开后，水冷板11中的水流从进水开口331进入，出水开口332流出，导出激光器模块33上的热量。
35.快速夹具32包括支架320、第一杠杆321、第二杠杆322、手柄323、抵压杆324、弹性垫325及若干转轴326。支架321呈“n”形，向下固定水冷板311上表面，并且位于激光器模块33前方，支架320包括上连接部3201和位于上连接部3201下方的下连接部3202，上连接部3201和下连接部3202上下错开，下连接部3202比上连接部3201更靠近于激光器模块33。
36.第一杠杆321为长条形，连接在上连接部3201和抵压杆324之间，其包括第一端部3211、在第一杠杆321长度方向上与第一端部3211相对的第二端部3212及位于第一端部3211与第二端部3212之间的枢接部3213，第一端部3211通过转轴326和上连接部3201转动连接在一起，第二端部3212和抵压杆324固定在一起。第二杠杆322包括相对的第一连接端3221和第二连接端3222，第一连接端3221通过转轴326和枢接部3213转动连接在一起。
37.手柄323呈音叉结构，其包括操作部3231及从操作部3231延伸的一对臂部3232，第二杠杆322位于该对臂部3232之间，臂部3232包括第一连接部32321和第二连接部32322，第
二连接部32322较第一连接部32321更靠近操作部3231。第一连接部32321通过转轴326和下连接部212转动连接在一起，第二连接部32322通过转轴326和第二杠杆322的第二连接端3222转动连接在一起。
38.弹性垫325采用弹性材质制成，套设于抵压杆324末端，用于抵压于激光器模块33上，实现快速夹具32弹性抵压住激光器模块33。
39.当激光器模块33安装于水冷底座31时，激光器模块33抵压单向阀313打开，水流在激光器模块33内流动，实现带走激光器模块33的热量，达到散热功能，接着，第二杠杆322的第一连接端3221带动第一杠杆321的第一端部3211相对于支架320的上连接部3201旋转，然后，第一杠杆321的第二端部3212带动抵压杆324向下移动后，弹性垫325向下抵压于激光器模块33上，快速实现对激光器模块33夹持固定，激光器模块33无需再通过螺栓锁紧固定。
40.请参阅图11至图15所示，激光器模块老化功率测量装置40包括前散热体41、后散热体42、激光收集条43、光电感应器44、固定块45及遮盖于外侧的遮蔽罩46。
41.前散热体41包括呈竖直状的基板411及从基板411向前延伸并间隔排列的散热片412，每相邻的散热片412之间具有空隙413，基板411设有前后贯穿的一排前通孔4110，前通孔4110与空隙413前后贯通。基板411贴附在后散热体42前端面上，基板411和后散热体42的接触面涂布有导热硅脂，导热硅脂具有高导热率和极佳的导热性，便于将基板411上的热量快速传递至后散热体42。
42.后散热体42为水冷式，内侧设有流道420，外表面设有与流道420连通的进水口和出水口，冷却水由进水口进入流道420后从出水口排出，同时带走后散热体42上的热量，实现后散热体42的散热功能。
43.后散热体42设有一排后通孔421及与该排后通孔421连通的定位槽422，定位槽422凹设有后散热体42后端面，后通孔421从定位槽422向前延伸并贯穿后散热体42，后通孔421和前通孔4110一一前后贯通。
44.激光收集条43为左右延伸的长条形，激光收集条43前端固定于定位槽422，激光收集条43前端面设有弧形凹槽431及从该弧形凹槽431中部向后延伸的固定孔432，弧形凹槽431与后通孔421前后对齐，固定孔432向后贯穿激光收集条43。
45.光电感应器44，用于将光信号转换为电信号，向前插入于激光收集条40的固定孔432中。光电感应器44具有向后延伸出激光收集条43的导向443。
46.固定块45固定于激光收集条43的后端面，并且向前抵靠光电感应器44，固定块45还设有供光电感应器44的导线443向后穿出的开孔453。
47.激光器模块老化功率检测装置100工作时，激光器模块33发出的激光照射于前散热体41上，前散热体41的热量传递至后散热体42上，冷却水流进过后散热体42的流道420，将大部分的热量带走，少量的激光即被抽样的激光依次穿过前散热体41的前通孔4110、后散热体42的后通孔421照射于激光收集条43弧形凹槽431内，然后，经过弧形凹槽431内侧壁多次反射后，被抽样的激光最终集中于光电感应器44上，光电感应器44将激光转换为电信号，实现对激光器模块33的激光的功率的变化趋势进行抽样检测，如此设计，本发明激光器模块老化功率检测装置100只使用了一个光电感应器44就达成对激光器模块33功率采集的目的，结构简单，工作原理简单，经济性好。
48.电源供应器50用于为激光模块老化单元100提供电源。
49.水管60具有两根，一根连接水冷底座31上的进水接头314和水冷机65，另一根连接水冷底座31上的出水接头315和水冷机65。水管60上设置有流量计61和流量调节阀62，流量计61用于探测水管60中水的流量变化，流量调节阀62用于根据老化测试需求，控制甚至关闭水流。
50.请参阅图16所示，本发明还公开一种激光模块老化设备200，其包括机柜20及活动地插接于机柜205中的多个激光模块老化单元100，多个激光模块老化单元100呈矩阵排列，占用空间少，各激光模块老化单元100之间独立运行，互不干扰，提高了工作效率和稳定性，同时方便激光模块老化单元100的维护保养。
51.请结合图17所示，激光模块老化设备200的水路采用并列方式，包括与水冷机65连接的出水路651、回水路652、连接在出水路651、回水路652之间的旁路653及若干分支水路654，旁路653靠近于水冷机65，分支水路655和激光模块老化单元100的数量一致，每一分支水路655的一端和出水路652连接，另一端和回水路652连接，并且依次通过流量调节阀62、流量计61、水冷底座31和激光器模块33，实现带走激光器模块33内的热量，对激光器模块33降温。
52.本发明还公开一种老化方法，采用上述激光模块老化单元，其包括如下步骤：s1、激光器模块33放置于水冷底座31上，激光器模块33抵压单向阀313由闭合切换为开启，水流在激光器模块33和水冷底座31内流动；s2、手动扳动快速夹具32的手柄33，促使抵压杆324向下移动后抵压于激光器模块33，激光器模块33被抵压杆324和水冷底座31夹持固定住；s3、激光器模块33发出的激光照射于前散热体41上，少量的激光即被抽样的激光依次穿过前散热体41的前通孔4110、后散热体42的后通孔421照射于激光收集条43弧形凹槽431内；s4、被抽样的激光经过弧形凹槽431内侧壁多次反射后，最终集中于光电感应器44上，光电感应器44将激光转换为电信号，实现对激光器模块33的激光的功率的变化趋势进行抽样检测。
53.本发明激光模块老化方法的工作原理简单，能够实时快速的测试激光模块33的激光的功率的变化趋势。
54.尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。