一种半导体激光器及其检测系统的制作方法

本实用新型实施方式涉及半导体激光器领域，特别是涉及一种半导体激光器及其检测系统。

背景技术：

半导体激光器是一种以半导体材料作为工作物质而产生激光的器件。通过一定的激励方式在半导体物质的能带之间，或者，半导体物质的能带与杂质能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用，出射激光。

在半导体激光器中，通常由半导体激光芯片产生激光，该半导体激光芯片密封封装于半导体激光器中，故需要通过半导体激光器连接外部驱动电路来向半导体激光芯片提供电流和电压，以激励半导体激光芯片产生激光。

但发明人在实现本实用新型的过程中发现：目前的半导体激光器只密封封装有半导体激光芯片，用户使用该半导体激光器时，只能获得激光，而无法获知半导体激光器工作时流经半导体激光芯片的电流和电压，容易导致施加的电流和电压超过半导体激光器的额定电流和额定电压的情况出现，损坏半导体激光器；同时，容易导致产商无法获知半导体激光器的损坏是否与电流电压过冲有关。

技术实现要素：

本实用新型实施方式主要解决的技术问题是提供一种半导体激光器及其检测系统，通过该半导体激光器，用户能够获知半导体激光器工作时流经半导体激光芯片的电流和电压。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种半导体激光器，包括激光器外壳及激光器本体，所述激光器本体封装于所述激光器外壳内，所述激光器本体包括：

半导体激光芯片，所述半导体激光芯片用于受激产生激光；以及，

检测单元，所述检测单元包括采样电路和单片机，

所述采样电路与所述半导体激光芯片连接，用于采集流经所述半导体激光芯片的电流和电压，

所述单片机的电源端与所述半导体激光芯片连接，所述单片机的输入端与所述采样电路的输出端连接，用于记录所述采样电路采集的所述流经所述半导体激光芯片的电流和电压。

可选地，所述采样电路包括：

第一采样电路，所述第一采样电路与所述半导体激光芯片并联；

第二采样电路，所述第二采样电路与所述半导体激光芯片串联。

可选地，所述第一采样电路包括：

第一采样电阻和第二采样电阻；

所述第一采样电阻与所述第二采样电阻串联，并且所述串联后的第一采样电阻以及第二采样电阻与所述半导体激光芯片并联。

可选地，所述单片机包括第一输入端；

所述第一输入端连接至所述第一采样电阻以及所述第二采样电阻之间。

可选地，所述第二采样电路包括：

第三采样电阻；

所述第三采样电阻一端与所述半导体激光芯片以及所述第一采样电路连接。

可选地，所述单片机包括第二输入端；

所述第二输入端连接至所述第一采样电路以及所述第三采样电阻之间。

可选地，所述检测单元还包括：

电压放大器；

所述第二输入端通过所述电压放大器连接至所述第一采样电路以及所述第三采样电阻之间。

可选地，所述检测单元还包括：

稳压芯片；

所述单片机的电源端通过所述稳压芯片与所述半导体激光芯片连接。

可选地，所述激光器外壳包括：驱动端口和数据端口；

所述驱动端口与所述半导体激光芯片连接，所述驱动端口用于连接外部驱动电路，以使所述外部驱动电路驱动所述半导体激光芯片受激产生激光；

所述数据端口与所述单片机的输出端连接，所述数据端口用于连接上位机，以使所述上位机通过所述数据端口读取所述单片机记录的所述采样电路采集的所述流经所述半导体激光芯片的电流和电压。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种检测系统，包括：

上位机；以及，

以上所述的半导体激光器；

所述上位机与所述半导体激光器连接，所述上位机用于从所述单片机读取所述单片机记录的所述采样电路采集的所述流经所述半导体激光芯片的电流和电压。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式提供一种半导体激光器，包括激光器外壳及激光器本体，激光器本体封装于激光器外壳内，该激光器本体包括：半导体激光芯片和检测单元；该半导体激光芯片用于受激产生激光，该检测单元则包括采样电路和单片机，通过采样电路与半导体激光芯片连接，单片机的电源端与半导体激光芯片连接，单片机的输入端与采样电路的输出端连接，使得半导体激光芯片工作时，采样电路和单片机也同时工作，采样电路采集流经半导体激光芯片的电流和电压后输入至单片机中进行记录，进而使得用户使用该半导体激光器时，能够通过访问单片机快速获知半导体激光器工作时流经半导体激光芯片的电流和电压。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施方式提供的一种半导体激光器的结构示意图；

图2是本实用新型实施方式提供的一种激光器本体的结构示意图；

图3是本实用新型实施方式提供的一种检测系统的结构示意图。

参见图1至图3，1为检测系统，10为半导体激光器，11为激光器外壳，111为驱动端口，1111为负极驱动端口，1112为正极驱动端口，112为数据端口，1121为第一数据端口，1122为第二数据端口，113为基板，1131为安装孔，114为上盖，12为激光器本体，121为半导体激光芯片，122为检测单元，1221为采样电路，12211为第一采样电路，12212为第二采样电路，1222为单片机，1223为电压放大器，1224为稳压芯片，20为上位机。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参阅图1，是本实用新型实施方式提供的一种半导体激光器的结构示意图，该半导体激光器10包括：激光器外壳11和激光器本体12，该激光器本体12密封封装于激光器外壳11内。

具体地，该激光器外壳11包括驱动端口111、数据端口112、基板113和上盖114。

基板113为板状结构，其形状为矩形。

在该基板113的厚度方向上开设有安装孔1131，该安装孔1131贯穿该基板113，用于将半导体激光器10固定安装于其他设备中。

优选地，该安装孔1131的数量为4，对称设置于基板113的四角，能够保证半导体激光器10安装时较为牢固，不容易晃动。

上盖114则为长方体结构，在其厚度方向上开设有收容槽(图未示)。该收容槽与上盖114只形成一个开口。

在基板113的厚度方向上，上盖114形成开口的表面与基板113密封连接，此时，上盖114开设的收容槽与基板113界定形成密闭的收容空间，激光器本体12密封封装于激光器外壳11内时，主要封装于该密闭的收容空间中。

并且，当上盖114与基板113密封连接时，上盖114的长边与基板113的长边重合，上盖114的宽边与基板113的宽边平行设置。即上盖114的长度小于基板113的长度，上盖114的宽度等于基板113的宽度。此时，基板113开设的安装孔1131在长度方向上对称分布于上盖114两侧。

驱动端口111设置于上盖114的侧壁，与收容槽对应，优选地，该侧壁为上盖114的长边对应的侧壁。

该驱动端口111包括负极驱动端口1111和正极驱动端口1112，并且该负极驱动端口1111和正极驱动端口1112的设置方向平行于上盖114的长边。

当激光器本体12密封封装与激光器外壳11内时，激光器本体12与驱动端口111连接，以使得激光器本体12能够通过驱动端口111连接外部设备。

具体地，该驱动端口111用于连接外部驱动电路，以使外部驱动电路驱动半导体激光器10产生激光。其中，负极驱动端口1111连接外部驱动电路负极，正极驱动端口1112连接外部驱动电路正极。

数据端口112设置于上盖114的侧壁，与收容槽对应，优选地，该侧壁为上盖114设置有驱动端口111的侧壁。

该数据端口112包括第一数据端口1121和第二数据端口1122，并且该第一数据端口1121和第二数据端口1122的设置方向与负极驱动端口1111以及正极驱动端口1112的设置方向重合，并且，该第一数据端口1121、第二数据端口1122、负极驱动端口1111以及正极驱动端口1112等间距设置。

当激光器本体12密封封装与激光器外壳11内时，激光器本体12还与数据端口112连接，以使得激光器本体12能够通过数据端口112连接外部设备。

具体地，该数据端口112用于连接上位机，以使上位机能够获取半导体激光器10中的工作电流和工作电压。

进一步地，请参阅图2，是本实用新型实施方式提供的一种激光器本体的结构示意图，该激光器本体12包括半导体激光芯片121和检测单元122，检测单元122与半导体激光芯片121电连接。

半导体激光芯片121数量至少为1，用于受激产生激光，其包括驱动正极和驱动负极，通过驱动正极连接外部驱动电路正极、驱动负极连接外部驱动电路负极，以使外部驱动电路能够为该半导体激光芯片121提供电流和电压，以激励该半导体激光芯片121产生激光。

即在半导体激光器10中，通过半导体激光芯片121与驱动端口111连接。具体地，半导体激光芯片121的驱动正极与正极驱动端口1112连接，半导体激光芯片121的驱动负极与负极驱动端口1111连接，使得半导体激光器10通过正极驱动端口1112与外部驱动电路正极连接、通过负极驱动端口1111与外部驱动电路负极连接时，外部驱动电路负极与半导体激光芯片121的驱动负极连接，外部驱动电路正极与半导体激光芯片121的驱动正极连接，进而使得外部驱动电路驱动半导体激光芯片121受激产生激光，半导体激光芯片121正常工作。

在一些实施方式中，当半导体激光芯片121数量较多时，半导体激光芯片121通过串联或并联的方式连接。

检测单元122则包括采样电路1221、单片机1222、电压放大器1223和稳压芯片1224。其中，采样电路1221与半导体激光芯片121连接，用于采集流经半导体激光芯片121的电流和电压；单片机1222的电源端通过稳压芯片1224与半导体激光芯片121连接，单片机1222的输入端与采样电路1221的输出端连接，用于记录采样电路1221采集的流经半导体激光芯片121的电流和电压，其中稳压芯片1224用于为单片机1222提供稳定的工作电压；电压放大器1223的输入端与采样电路1221的输出端连接，电压放大器1223的输出端与单片机1222的输入端连接，用于将采样电路1221采集的流经半导体激光芯片121的电压放大后输入单片机1222。

具体地，采样电路1221包括第一采样电路12211和第二采样电路12212，采样电路1221与半导体激光芯片121连接时，第一采样电路12211与半导体激光芯片121并联，第二采样电路12212与半导体激光芯片121串联。

其中，第一采样电路12211包括第一采样电阻R1和第二采样电阻R2，该第一采样电阻R1为10K欧姆级别电阻，第二采样电阻R2为百K欧姆级别电阻，第一采样电阻R1和第二采样电阻R2串联后与半导体激光芯片121并联。具体地，第二采样电阻R2一端与半导体激光芯片121的驱动正极连接，另一端与第一采样电阻R1一端连接，第一采样电阻R1另一端与半导体激光芯片121的驱动负极连接。

第二采样电路12212则包括第三采样电阻R3，该第三采样电阻为几毫欧姆级别电阻，该第三采样电阻R3串联于半导体激光芯片121的驱动负极，并且该第三采样电阻R3一端与半导体激光芯片121的驱动负极以及第一采样电阻R1的另一端连接，另一端用于连接外部驱动电路负极。

使得第一采样电路12211和第二采样电路12212能够在外部驱动电路向半导体激光芯片121供电的同时进行启动，采集流经半导体激光芯片121的电流和电压并发送至单片机1222。

电压放大器1223包括输入端和输出端；稳压芯片1224包括电源端和输出端。

单片机1222则包括电源端a，第一输入端b1、第二输入端b2、第一输出端c1和第二输出端c2。

单片机1222的输入端与采样电路1221的输出端连接时，第一输入端b1连接至第一采样电阻R1以及第二采样电阻R2之间，此时，第一采样电路12211的电压U1输入第一输入端b1，然后通过公式即可获知流经半导体激光芯片121的电压ULD。

第二输入端b2则通过电压放大器1223连接至第一采样电阻R1以及第三采样电阻R3之间，具体地，电压放大器1223的输入端连接至第一采样电阻R1以及第三采样电阻R3之间，电压放大器1223的输出端连接至第二输入端b2，此时，第二采样电路12212的电压U2经过电压放大器1223输入第二输入端b2，第二输入端b2接收到放大N倍的电压U2，即U3＝N×U2，然后通过公式即可获知流经半导体激光芯片121的电流I LD。

单片机1222的电源端a则通过稳压芯片1224与半导体激光芯片121连接，具体地，稳压芯片1224的电源端并联至半导体激光芯片121两端，即稳压芯片1224的电源端分别连接于半导体激光芯片121的驱动正极和驱动负极；稳压芯片1224的输出端与单片机1222的电源端a连接。使得外部驱动电路向半导体激光芯片121供电的同时，稳压芯片1224能够利用外部驱动电路向半导体激光芯片121提供的电压转化为单片机1222的工作电压，进而使得单片机1222在半导体激光芯片121工作的同时能够记录流经半导体激光芯片121的电流和电压。

单片机1222的第一输出端c1和第二输出端c2连接上位机，以使上位机能够获取单片机1222记录的采样电路1221采集的流经半导体激光芯片121的电流和电压。

即在半导体激光器10中，通过单片机1222的输出端与数据端口112连接。具体地，单片机1222的第一输出端c1与第一数据端口1121连接，单片机1222的第二输出端c2与第二数据端口1122连接，使得半导体激光器10通过第一数据端口1121和第二数据端口1122与上位机连接时，上位机与单片机1222的第一输出端c1和第二输出端c2连接，进而使得上位机通过数据端口112读取单片机1222记录的采样电路1221采集的流经半导体激光芯片121的电流和电压。

可以理解的是，在本实用新型实施方式中，使用该半导体激光器10时，在半导体激光器10的驱动端口111处连接外部驱动电路，外部驱动电路正极与正极驱动端口1112连接，外部驱动电路负极与负极驱动端口1111连接，此时，外部驱动电路驱动半导体激光芯片121发射激光，同时，采样电路1221和单片机1222利用外部驱动电路向半导体激光芯片121提供的电流电压进行工作，采样电路1221采集流经半导体激光芯片121的电流和电压并发送至单片机1222中，单片机1222存储并记录该流经半导体激光芯片121的电流和电压。然后，通过上位机与数据端口112连接，就能获取半导体激光器10工作时流经半导体激光芯片121的电流和电压。

通过该半导体激光器10，用户能够获取到半导体激光器10工作时流经半导体激光芯片121的电流和电压，使得半导体激光器10的应用更加多元化；同时，半导体激光器10的生产产商能够通过读取单片机1222记录的电流和电压，得知半导体激光器10损坏的原因是否与电流电压过冲有关，能够更好地处理赔偿事宜，提高用户体验。

该半导体激光器10其中一种应用包括：将半导体激光器10应用于智能驱动控制系统，通过实时监测单片机1222输出的电流电压，来判断外部驱动电路施加至半导体激光芯片121的电流和电压是否超过半导体激光芯片121的额定工作电流和额定工作电压，若超过则停止外部驱动电路向半导体激光器10供电，或者，将外部驱动电路向半导体激光芯片121施加的电流和电压调节至半导体激光芯片121的额定工作电流和额定工作电压，以防止半导体激光器10损坏。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式提供一种半导体激光器，包括激光器外壳及激光器本体，激光器本体封装于激光器外壳内，该激光器本体包括：半导体激光芯片和检测单元；该半导体激光芯片用于受激产生激光，该检测单元则包括采样电路和单片机，通过采样电路与半导体激光芯片连接，单片机的电源端与半导体激光芯片连接，单片机的输入端与采样电路的输出端连接，使得半导体激光芯片工作时，采样电路和单片机也同时工作，采样电路采集流经半导体激光芯片的电流和电压后输入至单片机中进行记录，进而使得用户使用该半导体激光器时，能够通过访问单片机快速获知半导体激光器工作时流经半导体激光芯片的电流和电压。

实施例二

请参阅图3，是本实用新型实施方式提供的一种检测系统的结构示意图，该检测系统1包括：上位机20，以及，以上实施例所述的半导体激光器10，该半导体激光器10与上位机20连接，以使上位机20能够从半导体激光器10中获取半导体激光器10工作时流经半导体激光芯片121的电流和电压。

具体地，上位机20与半导体激光器10的第一数据端口1121和第二数据端口1122连接，使得上位机20与单片机1222的第一输出端c1和第二输出端c2连接，上位机20能够从单片机1222读取单片机1222记录的采样电路1221采集的流经半导体激光芯片121的电流和电压。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。