一种ld激光器组件的装配及检验方法
【专利摘要】本发明涉及一种LD激光器组件的装配及检验方法，与现有技术相比解决了尚无LD激光器耦合装配方法的缺陷。本发明包括以下步骤：半导体发光二级管的检验；非球面耦合透镜的检验；光纤陶瓷插头的接入；光纤陶瓷插头与光纤交接口的检验。本发明通过分别测试光的初始功率、穿过非球面透镜后功率及透过光纤后的功率，利用光纤套的精密控制实现对光纤的对准调试，通过精密专业焊丝对光阑进行点焊，连接镜筒和光纤套，很大程度的提高了实际耦合效率，同时方法简单易行，可操作性极强。
【专利说明】
一种LD激光器组件的装配及检验方法[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及LD激光器技术领域，具体来说是一种LD激光器组件的装配及检验方法。
[0003]【背景技术】
[0004]LD激光器由于其优良的性能，一直是激光直写激光光刻机光源的首选。LD激光器由多个LD组成，再通过光纤合束成高功率光源，而组装LD激光器的难点就在于如何将LD与光纤成功耦合。一个好的操作方法直接影响光耦合效率，从而直接确定了总输出功率。如何研发出一种可靠的耦合装配方法已经成为急需解决的技术问题。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了解决现有技术中尚无LD激光器耦合装配方法的缺陷，提供一种LD激光器组件的装配及检验方法来解决上述问题。
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种LD激光器组件的装配及检验方法，包括以下步骤:半导体发光二级管的检验，在半导体发光二级管的出光端接功率计，打开半导体发光二级管，按单点重复测试方法测试半导体发光二级管的初始功率，检验出有误差的半导体发光二级管；非球面耦合透镜的检验，在半导体发光二级管前通过中间件安装非球面耦合透镜，装配成LD组件，在非球面耦合透镜的出光端接功率计，打开半导体发光二级管，按单点对比方法测试非球面耦合透镜是否存在误差；光纤陶瓷插头的接入，将LD组件和光纤陶瓷插头均安装在三维平台固定架上，将光纤陶瓷插头朝向非球面耦合透镜使得半导体发光二级管、非球面耦合透镜和光纤陶瓷插头三者依次排列，在光纤陶瓷插头的出光端接功率计;利用三维平台固定架调整非球面耦合透镜与光纤陶瓷插头之间的耦合对焦角度，同时观察功率计，当功率计呈现出最大值时的非球面耦合透镜与光纤陶瓷插头之间的角度为耦合角度，完成非球面耦合透镜与光纤陶瓷插头的对心调试，使用光阑将非球面耦合透镜与光纤陶瓷插头进行固定安装；光纤陶瓷插头与光纤交接口的检验，将光纤接在光纤陶瓷插头上，在光纤的出光端接功率计，使用光纤测试方法测试光纤陶瓷插头与光纤交接口是否有误差，若检测有误差，说明此光纤陶瓷插头的接口点有损坏;若无误差，则使用光纤套对光纤陶瓷插头与光纤进行固定安装。
[0008]所述的单点重复测试方法包括以下步骤:对半导体发光二级管从0.1W-1W之间取10个或11个功率点，分别进行初始功率判断；初始功率判断，在单个功率点使用功率计分别测三次功率值；判断该功率点三次功率值之间是否有误差;若不存在误差，则表示半导体发光二级管在此功率点合格;若存在误差，则进行重复测量，重复测量若不存在误差，表示当前误差为测量误差，认定半导体发光二级管在此功率点合格，若仍存在误差，认定半导体发光二级管为误差广品。
[0009]所述的单点对比方法包括以下步骤:对半导体发光二级管从0.1W-1W之间取10个或11个功率点，其功率点的选择与单点重复测试方法中功率点的选择相同；在单个功率点使用功率计测得非球面耦合透镜的功率值；将相同功率点的非球面耦合透镜功率值与半导体发光二级管功率值进行对比；若，则认定在此功率点非球面耦合透镜检验合格;若，则认定非球面耦合透镜检验不合格。
[0010]所述的光纤测试方法包括以下步骤:对半导体发光二级管从0.1W-1W之间取10个或11个功率点，分别进行功率判断；功率判断，在单个功率点使用功率计分别测三次功率值；判断该功率点三次功率值之间是否有误差;若不存在误差，则表示光纤陶瓷插头的接口点合格;若存在误差，则更换光纤，重复测量，重复测量若不存在误差，表示当前误差为测量误差，认定光纤陶瓷插头的接口点合格，若仍存在误差，认定光纤陶瓷插头的接口点不合格。
[0011]所述的功率计为高敏功率计。
[0012]有益效果本发明的一种LD激光器组件的装配及检验方法，与现有技术相比通过分别测试光的初始功率、穿过非球面透镜后功率及透过光纤后的功率，利用光纤套的精密控制实现对光纤的对准调试，通过精密专业焊丝对光阑进行点焊，连接镜筒和光纤套，很大程度的提高了实际耦合效率，同时方法简单易行，可操作性极强。
[0013]【附图说明】图1为本发明的方法流程图；图2为本发明中LD激光器组件的结构剖视图；图3为本发明中光纤陶瓷插头的接入步骤中的装配图；其中，1-半导体发光二级管、2-镜筒、3-非球面耦合透镜、4-光阑、5-光纤套、6-光纤陶瓷插头、7-XY轴移动平台、8-连接件、9-Z轴移动平台、10-夹具、11-固定组件、12-底座、13-LD组件。
[0014]【具体实施方式】
[0015]为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下:如图2所示，现有技术中已组装好的LD激光器组件包括半导体发光二级管1，半导体发光二级管1通过镜筒2与非球面透镜3相对，非球面透镜3的另一端通过光阑4安装光纤套5， 光纤套5上还安装有光纤陶瓷插头6,光纤陶瓷插头6的后端接有光纤。半导体发光二级管1 发出的光经过非球面透镜3耦合在光纤陶瓷插头6上，再通过光纤陶瓷插头6后端的光纤传输出去。
[0016]如图1所示，本发明所述的一种LD激光器组件的装配及检验方法，包括以下步骤: 第一步，半导体发光二级管1的检验。为了保证LD激光器组件输出功率的准确性，先对半导体发光二级管1的输出功率进行检测，防止半导体发光二级管1自身的损坏导致LD激光器组件输出功率的误差。在半导体发光二级管1的出光端接功率计，在此，功率计可以使用高敏功率计，通过高敏功率计测量相应功率数值。打开半导体发光二级管1，按单点重复测试方法测试半导体发光二级管1的初始功率，检验出有误差的半导体发光二级管1。其中，单点重复测试方法为:(1)对半导体发光二级管1从0.1W-1W之间取10个或11个功率点，分别进行初始功率判断。按常理来讲，基于0.1W-1W的区间，其功率点选择可以基于0.1W的差别，如分别选择 0.1W、0.2W、0.3W?1W，取出10个功率点，但也可以选择基于小于0.1W的差别，均分取出11个功率点。
[0017](2)初始功率判断，在单个功率点使用功率计分别测三次功率值，三点功率值的测得可以满足针对单个功率点的测量准确性的需要。
[0018](3)判断该功率点三次功率值之间是否有误差，即该功率点三次功率值是否都相同。若不存在误差，则表示半导体发光二级管1在此功率点合格，当然按常理而言，若10个或 11个功率点均合格，则此半导体发光二级管1合格。若存在误差，则进行重复测量，重复测量若不存在误差，表示当前误差为测量误差，认定半导体发光二级管1在此功率点合格，若仍存在误差，认定半导体发光二级管1为误差产品。
[0019]第二步，非球面耦合透镜3的检验。在半导体发光二级管1前通过镜筒2安装非球面耦合透镜3,装配成LD组件13,此时LD组件13并非完整的LD激光器组件，只是包括了半导体发光二级管1和非球面耦合透镜3的组件，还需经后面的耦合对心调试。在非球面耦合透镜3 的出光端接功率计，打开半导体发光二级管1，按单点对比方法测试非球面耦合透镜3是否存在误差。其中，单点对比方法为:(1)对半导体发光二级管1从0.1W-1W之间取10个或11个功率点，其功率点的选择与单点重复测试方法中功率点的选择相同，因为在此非球面耦合透镜3的功率值需要与半导体发光二级管1测得的功率值进行比较，以判断经过非球面耦合透镜3后衰减的功率是否正常。因此，若半导体发光二级管1的测试选择了 10个功率点，则非球面耦合透镜3的测试也选择同样的这10个功率点;若半导体发光二级管1的测试选择了 11个功率点，则非球面耦合透镜3的测试也选择同样的这11个功率点。
[0020](2)在单个功率点使用功率计测得非球面耦合透镜3的功率值，以待进行对比。[〇〇21](3)将相同功率点的非球面耦合透镜3功率值与半导体发光二级管1功率值进行对比。若，说明半导体发光二级管1经过非球面耦合透镜3后，其功率衰减度不大，在正常的衰减度区间内，认定在此功率点非球面耦合透镜3检验合格。若，说明半导体发光二级管1经过非球面耦合透镜3后，其功率衰减度较大，在不正常的衰减度区间内，认定非球面耦合透镜3检验不合格。
[0022]第三步，光纤陶瓷插头6的接入。在此步骤中，需要使用现有技术中的三维平台固定架。如图3所示，三维平台固定架包括底座12,底座12上安装有XY轴移动平台7，XY轴移动平台7上通过连接件8安装有Z轴移动平台LZ轴移动平台9上安装有夹具10,夹具10与安装底座12上的固定组件11相对应。LD组件13安装在固定组件11上，光纤陶瓷插头6安装在夹具 10上，进行对心调试。
[0023]先将LD组件13和光纤陶瓷插头6按现有技术的方式安装在三维平台固定架上，将光纤陶瓷插头6朝向非球面耦合透镜3使得半导体发光二级管1、非球面耦合透镜3和光纤陶瓷插头6三者依次排列，并在光纤陶瓷插头6的出光端接功率计。利用三维平台固定架调整非球面耦合透镜3与光纤陶瓷插头6之间的耦合对焦角度，同时观察功率计。当功率计呈现出最大值时，说明此时非球面耦合透镜3与光纤陶瓷插头6两者的耦合效果最好，非球面耦合透镜3与光纤陶瓷插头6之间的角度为親合角度，完成非球面親合透镜3与光纤陶瓷插头6 的对心调试，使用光阑4将非球面耦合透镜3与光纤陶瓷插头6进行固定安装即可。
[0024]第四步，光纤陶瓷插头6与光纤交接口的检验。在实际应用中发现，光纤的损坏率非常小，可以不用过多考虑，而光纤陶瓷插头6与光纤之间的接口可能存在一定的损坏率， 因此对其也需要进行相应的检验。将光纤接在光纤陶瓷插头6上，在光纤的出光端接功率计，使用光纤测试方法测试光纤陶瓷插头6与光纤交接口是否有误差。若检测有误差，说明此光纤陶瓷插头的接口点有损坏;若无误差，则使用光纤套5对光纤陶瓷插头与光纤进行固定安装。其中，光纤测试方法包括以下步骤:(1)同样，对半导体发光二级管1从〇.1W-1W之间取10个或11个功率点，分别进行功率判断，功率判断则同样使用功率计获得功率数值。[〇〇25](2)功率判断，在单个功率点使用功率计分别测三次功率值；(3)判断该功率点三次功率值之间是否有误差。若不存在误差，则表示光纤陶瓷插头6 的接口点合格;若存在误差，则更换光纤，重复测量，重复测量若不存在误差，表示当前误差为测量误差，认定光纤陶瓷插头6的接口点合格，若仍存在误差，认定光纤陶瓷插头6的接口点不合格。
[0026]本发明通过简单的设备装置，利用精密的调节器具完成对准调试、功率测量、耦合效率计算等工作，最终完成LD激光器组件的耦合装调及检验的工作。[〇〇27]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种LD激光器组件的装配及检验方法，其特征在于，包括以下步骤:11)半导体发光二级管(1)的检验，在半导体发光二级管(1)的出光端接功率计，打开半 导体发光二级管(1)，按单点重复测试方法测试半导体发光二级管(1)的初始功率，检验出 有误差的半导体发光二级管(1);12)非球面耦合透镜(3)的检验，在半导体发光二级管(1)前通过镜筒(2)安装非球面耦 合透镜(3)，装配成LD组件(13)，在非球面耦合透镜(3)的出光端接功率计，打开半导体发光 二级管(1)，按单点对比方法测试非球面耦合透镜(3)是否存在误差；13)光纤陶瓷插头(6)的接入，将LD组件(13)和光纤陶瓷插头(6)均安装在三维平台固 定架上，将光纤陶瓷插头(6)朝向非球面耦合透镜(3)使得半导体发光二级管(1)、非球面耦 合透镜(3)和光纤陶瓷插头(6)三者依次排列，在光纤陶瓷插头(6)的出光端接功率计;利用 三维平台固定架调整非球面耦合透镜(3)与光纤陶瓷插头(6)之间的耦合对焦角度，同时观 察功率计，当功率计呈现出最大值时的非球面耦合透镜(3)与光纤陶瓷插头(6)之间的角度 为耦合角度，完成非球面耦合透镜(3)与光纤陶瓷插头(6)的对心调试，使用光阑(4)将非球 面耦合透镜(3)与光纤陶瓷插头(6)进行固定安装；14)光纤陶瓷插头(6)与光纤交接口的检验，将光纤接在光纤陶瓷插头(6)上，在光纤的 出光端接功率计，使用光纤测试方法测试光纤陶瓷插头(6)与光纤交接口是否有误差，若检 测有误差，说明此光纤陶瓷插头的接口点有损坏;若无误差，则使用光纤套(5)对光纤陶瓷 插头与光纤进行固定安装。2.根据权利要求1所述的一种LD激光器组件的装配及检验方法，其特征在于:所述的单 点重复测试方法包括以下步骤:21)对半导体发光二级管(1)从0.1W-1W之间取10个或11个功率点，分别进行初始功率 判断；22)初始功率判断，在单个功率点使用功率计分别测三次功率值；23)判断该功率点三次功率值之间是否有误差;若不存在误差，则表示半导体发光二级 管(1)在此功率点合格;若存在误差，则进行重复测量，重复测量若不存在误差，表示当前误 差为测量误差，认定半导体发光二级管(1)在此功率点合格，若仍存在误差，认定半导体发 光二级管(1)为误差产品。3.根据权利要求1所述的一种LD激光器组件的装配及检验方法，其特征在于:所述的单 点对比方法包括以下步骤:31)对半导体发光二级管(1)从0.1W-1W之间取10个或11个功率点，其功率点的选择与 单点重复测试方法中功率点的选择相同；32 )在单个功率点使用功率计测得非球面耦合透镜(3 )的功率值；33)将相同功率点的非球面耦合透镜(3)功率值与半导体发光二级管(1)功率值进行对 比；若，则认定在此功率点非球面耦合透镜(3)检验合格;若，则认定非球面耦合透镜(3)检 验不合格。4.根据权利要求1所述的一种LD激光器组件的装配及检验方法，其特征在于:所述的光 纤测试方法包括以下步骤:41)对半导体发光二级管(1)从0.1W-1W之间取10个或11个功率点，分别进行功率判断；42)功率判断，在单个功率点使用功率计分别测三次功率值；43)判断该功率点三次功率值之间是否有误差；若不存在误差，则表示光纤陶瓷插头 (6)的接口点合格;若存在误差，则更换光纤，重复测量，重复测量若不存在误差，表示当前 误差为测量误差，认定光纤陶瓷插头(6)的接口点合格，若仍存在误差，认定光纤陶瓷插头 (6)的接口点不合格。5.根据权利要求1所述的一种LD激光器组件的装配及检验方法，其特征在于:所述的功 率计为高敏功率计。
【文档编号】H01S5/02GK106019497SQ201610586102
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】夏焱
【申请人】合肥芯碁微电子装备有限公司