用于半导体光源的远场强度测试装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种用于半导体光源的远场强度的测试装置，结构精巧，且能够避免双臂机械上干涉而导致的系统可靠性低的问题。该装置主要包括相对固定的第一旋转轴和载台、相对固定的第二旋转轴和转折臂；待测半导体光源固定于载台上，待测半导体光源的出光光轴与第一旋转轴的轴心线垂直，驱动第一旋转轴能够带动载台使待测半导体光源在竖直平面内摆动180度范围；光探头固定于转折臂上，安装高度与待测半导体光源水平状态时的光路位置相当；第二旋转轴的轴心线位于待测半导体光源出光的摆动平面内；驱动第二旋转轴能够带动转折臂使光探头以第二旋转轴为轴心水平旋转180度范围。
【专利说明】用于半导体光源的远场强度测试装置
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体光源测试【技术领域】，涉及一种测试半导体光源快轴和慢轴方向上的远场空间光强度分布。
【背景技术】
[0002]半导体光源主要包括半导体激光光源和LED光源。
[0003]高功率半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等优点，已广泛用于激光加工、激光医疗、激光显示及科学研宄领域，成为新世纪发展快、成果多、学科渗透广、应用范围大的综合性高新技术。半导体激光器的远场特性不仅在评价激光光束长距离传播的均匀性具有重要性；同时可以用于分析半导体激光器内部失效机制，为研制高性能半导体激光器提供依据；也是为设计光束准直系统，提供准确发散角数据，是进一步提高光纤光纤耦合效率的重要依据。为此，精确快速地测试半导体激光器远场特性显得尤为重要。
[0004]目前测试半导体激光器远场发散角通常采用双轴旋转空间扫描法。双轴旋转空间扫描法(申请公布号:CN101825517A ;CN101929889A)采用以半导体激光器为圆心，两扫描臂为半径，两臂上放置探测器，分别探测半导体激光器的快轴和慢轴方向的远场空间强度分布。该方法能够真实反映半导体激光器的空间强度分布，但是半导体激光器必须和探测器在同一扫描面内，使用过程中极易出现双臂机械上干涉，导致系统可靠性低。
[0005]而对于LED光源，目前LED光源空间分布的探测主要采用半圆扫描法(中国专利申请200810027632.1)，在该方法中，光电探测器放置于半圆上，通过旋转半圆环便可采集LED光源的空间分布。该方法中所放置的LED强度探测器受到自身体积限制，空间角分辨率低，引起了所探测的强度分布中的细节不能得到充分的分辨。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种用于半导体光源的远场强度的测试装置，结构精巧，且能够避免双臂机械上干涉而导致的系统可靠性低的问题。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]用于半导体光源的远场强度测试装置，包括底座、待测半导体光源、光探头、摆动组件和旋转组件以及相应的驱动电机，其中摆动组件和旋转组件均固定安装于所述底座上；所述摆动组件包括相对固定的第一旋转轴和载台，待测半导体光源固定于载台上，待测半导体光源的出光光轴与第一旋转轴的轴心线垂直，驱动第一旋转轴能够带动载台使待测半导体光源在竖直平面内摆动180度范围；所述旋转组件包括相对固定的第二旋转轴和转折臂，第二旋转轴位于待测半导体光源的近端，光探头固定于转折臂上并位于待测半导体光源的远端，光探头的安装高度与待测半导体光源水平状态时的光路位置相当；第二旋转轴的轴心线位于待测半导体光源出光的摆动平面内；驱动第二旋转轴能够带动转折臂使光探头以第二旋转轴为轴心水平旋转180度范围。
[0009]以上“竖直”、“水平”是相对的概念。
[0010]基于以上方案，本发明还进一步作如下优化:
[0011]所述底座上设置有一水平伸出的固定板，所述第二旋转轴垂直套接固定于所述固定板。
[0012]在所述固定板的上方设置有安装支架，安装支架与该固定板或者所述底座直接固定；安装支架具有竖直的两个支撑板，所述第一旋转轴垂直套接于两个支撑板，载台位于两个支撑板的内侧。
[0013]所述转折臂为L型臂，L型臂的长部的两端分别与第二旋转轴、L型臂的短部垂直相接，光探头安装于所述短部上。这里，“长部”、“短部”也可以对调，但考虑到远场测量需求和安装空间，最好以“短部”作为远端。
[0014]当然转折臂也不限于这种L型，所谓“转折”主要是强调“臂”并非沿第二旋转轴延伸得到，而是有一个角度的转折，从而能够实现水平180度扫描。更简化的例如:自第二旋转轴斜向延伸的直臂，直臂上设置所述光探头。
[0015]待测半导体光源安装于载台的前端面或者上表面。
[0016]所述载台具有平直的台面，待测半导体光源平行固定于台面上。
[0017]采用上述测试装置实现半导体光源远场强度测量的方法，包括以下步骤:
[0018](I)调整载台处于水平位置，即保持待测半导体光源水平出光；驱动第二旋转轴旋转，转折臂带动光电探测器在水平方向旋转180度，获得慢轴方向的强度分布；
[0019](2)保持转折臂与半导体光源的出光方位正对，驱动第一旋转轴旋转，载台带动待测半导体光源面向光电探测器在竖直方向转动180度，获得快轴方向的强度分布。
[0020]本发明中所称的光探头，可以是光纤、光导管等具体形式的光收集器，只不过在进行光电转换测量时，需将光收集器收集到的光导入其他能测量强度的装置中。应当认识到，直接采用功率计、光电探测器安装在转折臂上，也应属于本发明的保护范围。
[0021]本发明具有以下优点:
[0022](I)能够对包括单管、巴条等多种类型半导体激光器或LED光源进行远场特性测试；
[0023](2)机械结构简明，可靠性高，适于实用，能够消除旋转臂之间相互干涉现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明的原理示意图。
[0025]图2为本发明的结构示意图。
[0026]1-底座，2-待测半导体激光器，3-光探头(光电探测器)，4-第一旋转轴，5-载台，
6-第二旋转轴，7-L型臂，8-安装支架，9-固定板，10-摆动组件，11-旋转组件。
【具体实施方式】
[0027]以下以半导体激光器的远场强度测试为例，详细介绍本发明。
[0028]如图1所示，本发明通过结构设计，实现待测半导体激光器相对光电探测器180度摆动(被动扫描快轴方向)，光电探测器面向待测半导体激光器180度旋转(主动扫描慢轴方向)，从而完成快轴和慢轴方向上的远场空间光强度分布。
[0029]如图2所示，该装置主要包括底座1、待测半导体激光器2、光电探测器3、摆动组件和旋转组件。
[0030]摆动组件10包括相对固定的第一旋转轴4和载台5，载台5具有平直的台面，待测半导体激光器2平行固定于台面上。待测半导体激光器2的出光光轴与第一旋转轴4的轴心线垂直，驱动第一旋转轴4能够带动载台5使待测半导体激光器2在竖直平面内摆动180度范围。
[0031]旋转组件11包括相对固定的第二旋转轴6和L型臂7，底座I上设置有一水平伸出的固定板9，第二旋转轴6垂直套接固定于该固定板。固定板的上方设置有安装支架8，安装支架8与该固定板9或者所述底座I直接固定；安装支架8具有竖直的两个支撑板12，上述第一旋转轴4垂直套接于两个支撑板12，载台5位于两个支撑板12的内侧。
[0032]L型臂7的长部的两端分别与第二旋转轴6、L型臂7的短部垂直相接，光电探测器3安装于短部上。第二旋转轴6位于待测半导体激光器2的近端，光电探测器3固定于转折臂7上并位于待测半导体激光器2的远端，光电探测器3的安装高度与待测半导体激光器2水平状态时的光路位置相当。第二旋转轴6的轴心线位于待测半导体激光器2出光的摆动平面内；驱动第二旋转轴6能够带动转折臂7使光电探测器3以第二旋转轴6为轴心水平旋转180度范围。
[0033]测试过程示例:
[0034](I)调整载台5处于水平位置，即保持待测半导体激光器2水平出光；驱动第二旋转轴旋转6，L型臂7带动光电探测器3在水平方向(慢轴方向)旋转180度，探测慢轴方向的强度分布。
[0035]旋转过程可以是从O度扫描到180度，也可以是以待测半导体激光器2的出光方位作为L型臂的初始位置，正向旋转90度，再回位，负向旋转90度。
[0036](2)保持L型臂7与半导体激光器的出光方位正对(即上述L型臂的初始位置)，驱动第一旋转轴旋转4，载台5带动待测半导体激光器3面向光电探测器3在竖直方向(快轴方向)转动180度，探测快轴方向的强度分布。
【权利要求】
1.用于半导体光源的远场强度测试装置，其特征在于:包括底座、待测半导体光源、光探头、摆动组件和旋转组件以及相应的驱动电机，其中摆动组件和旋转组件均固定安装于所述底座上； 所述摆动组件包括相对固定的第一旋转轴和载台，待测半导体光源固定于载台上，待测半导体光源的出光光轴与第一旋转轴的轴心线垂直，驱动第一旋转轴能够带动载台使待测半导体光源在竖直平面内摆动180度范围； 所述旋转组件包括相对固定的第二旋转轴和转折臂，第二旋转轴位于待测半导体光源的近端，光探头固定于转折臂上并位于待测半导体光源的远端，光探头的安装高度与待测半导体光源水平状态时的光路位置相当；第二旋转轴的轴心线位于待测半导体光源出光的摆动平面内；驱动第二旋转轴能够带动转折臂使光探头以第二旋转轴为轴心水平旋转180度范围。
2.根据权利要求1所述的用于半导体光源的远场强度测试装置，其特征在于:所述底座上设置有一水平伸出的固定板，所述第二旋转轴垂直套接固定于所述固定板。
3.根据权利要求2所述的用于半导体光源的远场强度测试装置，其特征在于:在所述固定板的上方设置有安装支架，安装支架与该固定板或者所述底座直接固定；安装支架具有竖直的两个支撑板，所述第一旋转轴垂直套接于两个支撑板，载台位于两个支撑板的内侧。
4.根据权利要求1至3任一所述的用于半导体光源的远场强度测试装置，其特征在于:所述转折臂为L型臂，L型臂的长部的两端分别与第二旋转轴、L型臂的短部垂直相接，光探头安装于所述短部上。
5.根据权利要求1至3任一所述的用于半导体光源的远场强度测试装置，其特征在于:待测半导体光源安装于载台的前端面或者上表面。
6.根据权利要求5所述的用于半导体光源的远场强度测试装置，其特征在于:所述载台具有平直的台面，待测半导体光源平行固定于台面上。
7.采用权利要求1所述测试装置实现半导体光源远场强度测量的方法，包括以下步骤: (1)调整载台处于水平位置，即保持待测半导体光源水平出光；驱动第二旋转轴旋转，转折臂带动光电探测器在水平方向旋转180度，获得慢轴方向的强度分布； (2)保持转折臂与半导体光源的出光方位正对，驱动第一旋转轴旋转，载台带动待测半导体光源面向光电探测器在竖直方向转动180度，获得快轴方向的强度分布。
【文档编号】G01M11/02GK104515595SQ201410808513
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月20日 优先权日:2014年12月20日
【发明者】刘晖, 袁治远, 崔龙, 王昊, 吴迪, 刘兴胜 申请人:西安炬光科技有限公司