一種用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置製造方法
2023-05-08 03:56:01 3
一種用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，能夠探測半導體光源真實的遠場三維強度分布。該快速表徵裝置主要包括光電探測器、固定支架、擺動組件及其驅動電機，所述擺動組件包括固定連接的擺動部和驅動部，驅動部安裝於固定支架上；所述擺動部的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個導光部件並匯集成束接至所述光電探測器，半圓弧面向待測光源能夠以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度。本發明結構簡明，可靠性高，不存在旋轉臂之間相互幹涉現象，能夠快速完成半導體雷射器輻射強度真實的空間三維分布表徵。
【專利說明】一種用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於半導體光源測試【技術領域】，涉及一種用於半導體光源的遠場三維強度的表徵裝置，測試半導體光源在遠場處隨角度變化的空間光強度分布。
【背景技術】
[0002]半導體光源主要包括半導體雷射光源和LED光源。
[0003]高功率半導體雷射器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長等優點，已廣泛用於雷射加工、雷射醫療、雷射顯示及科學研宄領域，成為新世紀發展快、成果多、學科滲透廣、應用範圍大的綜合性高新技術。半導體雷射器的遠場特性不僅在評價雷射光束長距離傳播的均勻性具有重要性；同時可以用於分析半導體雷射器內部失效機制，為研製高性能半導體雷射器提供依據；也是為設計光束準直系統，提供準確發散角數據，是進一步提高光纖光纖耦合效率的重要依據。為此，精確快速地表徵半導體雷射器遠場特性顯得尤為重要。
[0004]目前測試半導體雷射器遠場發散角通常採用雙軸旋轉空間掃描法。雙軸旋轉空間掃描法(申請公布號:CN101825517A ;CN101929889A)採用以半導體雷射器為圓心，兩掃描臂為半徑，兩臂上放置探測器，分別探測半導體雷射器的快軸和慢軸方向的遠場空間強度分布。該方法能夠真實反映半導體雷射器的空間強度分布，但是半導體雷射器必須和探測器在同一掃描面內，使用過程中極易出現半導體雷射器略微傾斜放置，因此在遠場處測試強度會產生較大的強度測試偏差；同時該方法只能表徵快慢軸兩個方向上的遠場分布，無法提供光斑在空間的整體強度分布，限制了對半導體雷射器內部光學性能的分析(如多模的產生)。為彌補上述缺點，一種基於空間測角技術的三維遠場空間掃描方法能夠獲得遠場處三維強度分布(專利號:US5949534)。該三維遠場空間表徵方法採用改變反射鏡角度及旋轉探測器相結合，實現三維強度的探測。由於反射鏡及探測器的旋轉中心和半導體雷射器不重合，存在偏心探測的缺陷，儘管能夠通過理論計算來補償，仍屬於間接探測，和實際強度分布存在偏差。
[0005]而對於LED光源，目前LED光源空間分布的探測主要採用半圓掃描法(中國專利申請200810027632.1)，在該方法中，光電探測器放置於半圓上，通過旋轉半圓環便可採集LED光源的空間分布。該方法中所放置的LED強度探測器受到自身體積限制，空間角解析度低，引起了所探測的強度分布中的細節不能得到充分的分辨。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，能夠探測半導體光源真實的遠場三維強度分布。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0008]一種用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，其特殊之處在於:包括光電探測器、固定支架、擺動組件及其驅動電機，所述擺動組件包括固定連接的擺動部和驅動部，驅動部安裝於固定支架上；所述擺動部的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個導光部件並匯集成束接至所述光電探測器，半圓弧面向待測光源能夠以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度。
[0009]基於上述方案，還可作進一步優化如下:
[0010]導光部件採用光纖跳線或光導管。
[0011]光電探測器和固定支架固定於同一底座上。
[0012]也可以直接在半圓弧上均勻布置多個光電探測器，省去導光部件。
[0013]驅動部為直線型，驅動部同軸安裝有旋轉電機。最佳的具體結構為:
[0014]驅動部的轉動軸心線與擺動部相交有兩個交點記為B、C，交點B和交點C作為擺動部的兩個末端，分別沿所述轉動軸心線形成延伸部，固定支架具有兩個支撐臂，相應地套接安裝兩個延伸部；其中一個延伸部即作為所述驅動部，旋轉電機位於支撐臂的外側。
[0015]採用上述快速表徵裝置，只需通過驅動擺動部，使所有導光部件面向待測光源以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度，即獲得三維遠場空間強度分布。
[0016]本發明具有以下優點:
[0017](I)本發明的半導體光源的遠場三維強度的表徵裝置可以用於測試半導體雷射光源、LED光源的遠場強度。
[0018](2)結構簡明，可靠性高，不存在旋轉臂之間相互幹涉現象。
[0019](3)能夠實現半導體雷射器輻射強度真實的空間三維分布表徵。
[0020](4)本發明的用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置用於測試半導體雷射器遠場強度時，消除了傳統方案半導體雷射器和探測器由於中心對準偏差引起的測量校
IHo
[0021](5)本發明的用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置用於測試半導體光源遠場三維強度分布表徵速度快。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明實施例一的結構示意圖(導光部件匯集成束接至光電探測器)。
[0023]圖2為本發明實施例二的結構示意圖(在半圓弧上直接布置光電探測器)。
[0024]附圖標號說明:
[0025]I為光電探測器；2為固定支架；3為擺動組件；4為驅動電機；5為驅動部；6為擺動部；7為導光部件；8為集線器或轉換器；9為支撐臂；10為通光孔；11為底座。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，本發明的用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，包括光電探測器1、固定支架2、擺動組件3及其驅動電機4，其中擺動組件3包括固定連接的擺動部4和驅動部5，驅動部5安裝於固定支架2上；擺動部6的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個導光部件7並在半圓弧背部後方匯集成束接至所述光電探測器1，半圓弧面向待測光源能夠以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度。
[0027]此外，也可以用集線器8將多條導光部件7匯集然後通過光電探測器I進行探測從導光部件7傳輸而來的雷射強度。
[0028]所述驅動部5為直線型，驅動部5同軸安裝有旋轉電機。
[0029]驅動部5的轉動軸心線與擺動部6相交有兩個交點記為B、C，交點B和交點C作為擺動部6的兩個末端，分別沿所述轉動軸心線形成延伸部，固定支架2具有兩個支撐臂9，相應地套接安裝兩個延伸部；其中一個延伸部即作為所述驅動部5，驅動電機4位於支撐臂9的外側。
[0030]所述導光部件7採用光纖跳線，多條導光部件7組成光纖陣列。
[0031]或者，所述導光部件7採用光導管，多條導光部件7組成光導管陣列。
[0032]光電探測器I和固定支架2固定於同一底座11上，或者是使用集線器8或者轉換器將多條導光部件7匯集然後通過光電探測器I進行探測從導光部件7傳輸而來的雷射強度，這樣光電探測器I可以設置在任意位置。
[0033]本實施例中，可以將該用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置封裝在封裝殼體內，可以設計通光孔10，待測光源發出的光從通光孔10入射，半圓弧面向待測光源能夠以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度，即半圓弧的軌跡滿足對通光孔出光的180度掃描。
[0034]對半導體光源空間光分布，以半導體光源為圓心，在半圓弧上依次排列有多個光纖，每根光纖探測相應位置處的雷射強度；等角度間隔旋轉該半圓弧，獲取特定角度下的空間強度值；半圓弧掃描180°之後，便能獲取半導體雷射器的遠場空間強度分布。
[0035]採用快速表徵裝置實現遠場三維強度快速測量的方法，是通過驅動擺動部6，如圖1所示使所有導光部件7面向待測光源以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度，使用光電探測器I探測從導光部件7傳輸而來的雷射強度，即獲得三維遠場空間強度分布。
[0036]如圖2是本發明的另外一種實施方式，本發明的用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置也可以是，包括光電探測器1、固定支架2、擺動組件3及其驅動電機4，所述擺動組件3包括固定連接的擺動部6和驅動部5，驅動部5安裝於固定支架2上；所述擺動部6的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個光電探測器1，半圓弧面向向待測光源能夠以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度。
[0037]所述驅動部5為直線型，驅動部5同軸安裝有旋轉電機。
[0038]驅動部5的轉動軸心線與擺動部6相交有兩個交點記為B、C，交點B和交點C作為擺動部6的兩個末端，分別沿所述轉動軸心線形成延伸部，固定支架2具有兩個支撐臂9，相應地套接安裝兩個延伸部；其中一個延伸部即作為所述驅動部5，驅動電機4位於支撐臂的外側。
[0039]針對半導體光源空間光分布，以半導體光源為圓心，在半圓弧上依次排列有光電探測器(對應於設定的探測位點)，每個光電探測器探測相應位置處的雷射強度；等角度間隔旋轉該半圓弧，獲取特定角度下的空間強度值；半圓弧掃描180°之後，便能獲取半導體雷射器的遠場空間強度分布。如圖2所示採用快速表徵裝置實現遠場三維強度快速測量的方法，是通過驅動擺動部6，使所有光電探測器I面向待測光源以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度，使用光電探測器I探測從導光部件7傳輸而來的雷射強度，即獲得三維遠場空間強度分布。
【權利要求】
1.一種用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，其特徵在於:包括光電探測器、固定支架、擺動組件及其驅動電機，所述擺動組件包括固定連接的擺動部和驅動部，驅動部安裝於固定支架上；所述擺動部的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個導光部件並匯集成束接至所述光電探測器，半圓弧面向待測光源能夠以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度。
2.根據權利要求1所述的用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，其特徵在於:所述導光部件採用光纖跳線或光導管。
3.根據權利要求1所述的用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，其特徵在於:光電探測器和固定支架固定於同一底座上。
4.一種用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，其特徵在於:包括固定支架、擺動組件及其驅動電機，所述擺動組件包括固定連接的擺動部和驅動部，驅動部安裝於固定支架上；所述擺動部的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個光電探測器，半圓弧面向待測光源能夠以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度。
5.根據權利要求1至4任一所述的用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，其特徵在於:所述驅動部為直線型，驅動部同軸安裝有旋轉電機。
6.根據權利要求5所述的用於半導體光源的三維遠場強度的快速表徵裝置，其特徵在於:驅動部的轉動軸心線與擺動部相交有兩個交點記為B、C，交點B和交點C作為擺動部的兩個末端，分別沿所述轉動軸心線形成延伸部，固定支架具有兩個支撐臂，相應地套接安裝兩個延伸部；其中一個延伸部即作為所述驅動部，旋轉電機位於支撐臂的外側。
7.採用權利要求1或4所述的快速表徵裝置實現遠場三維強度快速測量的方法，其特徵在於:通過驅動擺動部，使所有導光部件面向待測光源以所述半圓弧的兩端點連線為軸旋轉180度，即獲得三維遠場空間強度分布。
【文檔編號】G01J1/00GK104515592SQ201410808753
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月20日 優先權日:2014年12月20日
【發明者】劉暉, 袁治遠, 崔龍, 王昊, 吳迪, 劉興勝 申請人:西安炬光科技有限公司