CN207007473U - 半导体激光器光纤耦合模块测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体激光器光纤耦合模块测试系统，其中，测试系统包括：半导体激光器光纤耦合模块；驱动电流源，与半导体激光器光纤耦合模块连接，且驱动电流源设置有电源过冲保护；测试治具，设置于半导体激光器光纤耦合模块下方；数据采集模块，与半导体激光器光纤耦合模块耦接，用于对半导体激光器光纤耦合模块的工作参数进行数据采集；计算处理模块，分驱动电流源和所述数据采集模块耦接，以在测试时对所述驱动电流源的关合进行实时控制及对半导体激光器光纤耦合模块的工作参数进行反馈。通过上述方式，本实用新型能够大大提高测试效率，并且具有结构简单，成本低廉、操作方便等优点。

Description

半导体激光器光纤耦合模块测试系统

技术领域

本新用新型属于半导体激光光纤耦合模块测试领域，特别是涉及一种半导体激光器光纤耦合模块测试系统。

背景技术

大功率半导体激光光纤耦合器件因其输出功率高、寿命长、转换效率高、体积小等优点而广泛应用到工业、国防、医疗、泵浦固体激光器等领域，是目前激光技术领域的研究热点。

半导体激光器，尤其是高功率的半导体激光器，其工作状态的稳定性，直接影响上述领域的安全性及使用。因此开发和研制半导体激光光纤耦合模块综合性能测试系统不论对于科研单位、生产厂商、使用客户都具有极为重要的意义。

给激光光纤耦合模块供电的测试治具是测试系统的一个重要环节，它要求供电系统的稳定，这是对激光光纤耦合模块进行无损测试的前提和保证。现有的激光光纤耦合模块测试治具，存在几个问题：人工操作耗时时间长，使用螺钉固定的方式存在压力不平衡，重复测量精度差、导致模组损坏等缺陷，散热效果差，大电流下功率测试不准确。

发明内容

本实用新型提供一种半导体激光器光纤耦合模块测试系统，能够解决现有技术中人工操作低效耗时、螺钉紧固压力不平衡易损坏激光光纤耦合模块以及散热效果较差的技术问题。

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光纤耦合模块测试系统，所述测试系统包括：半导体激光器光纤耦合模块；驱动电流源，与所述半导体激光器光纤耦合模块连接，且所述驱动电流源设置有电源过冲保护，用于为所述半导体激光器光纤耦合模块提供工作电流，以及测试所述半导体激光器光纤耦合模块的光功率及电压；测试治具，用于承载所述半导体激光器光纤耦合模块，所述测试治具具有平坦性及导热性；数据采集模块，与所述半导体激光器光纤耦合模块耦接，用于对所述半导体激光器光纤耦合模块的工作参数进行数据采集；计算处理模块，分别与所述驱动电流源和所述数据采集模块耦接，以在测试时对所述驱动电流源的关合进行实时控制及对所述半导体激光器光纤耦合模块的工作参数进行反馈。

本实用新型的有益效果是：提供一种半导体激光器光纤耦合模块测试系统，通过在半导体激光器光纤耦合模块测试系统设置测试治具，能够解决现有技术中人工操作低效耗时、螺钉紧固压力不平衡易损坏激光光纤耦合模块以及散热效果较差的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型半导体激光器光纤耦合模块测试系统一实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型测试治具一实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型数据采集模块一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1是本实用新型半导体激光器光纤耦合模块测试系统。测试系统包括：半导体激光器光纤耦合模块11、驱动电流源12、测试治具13、数据采集模块14以及计算处理模块15。

其中，半导体激光器光纤耦合模块11。

其中，驱动电流源12，与半导体激光器光纤耦合模块11连接，用于为半导体激光器光纤耦合模块测试系统提供工作电流的注入。在本申请中，该驱动电流源12可以选用可编程电源，且该驱动电流源12设置有电源过冲保护，在其内部设置该驱动电流源12的开启电源过冲量不超过100mA。如此，在电源开启的时候能够防止因为过冲现象而将半导体激光器光纤耦合模块11等其他器件烧坏。

测试治具13，设置于半导体激光器光纤耦合模块11下方，用于承载该半导体激光器光纤耦合模块11。请一并参阅图2，图2为本实用新型测试治具一实施方式的结构示意图。

该测试治具进一步包括：包括散热载台和压紧单元，其中，散热载台用于承载激光光纤耦合模块，并在测试时对所述激光光纤耦合模块进行液冷式散热；压紧单元用于以弹性压紧方式将所述激光光纤耦合模块压紧在所述散热载台上进而进行测试。

其中，散热载台进一步包括：基板110、绝缘层垫120、水槽130以及散热金属板140。

其中，基板110可由平板和立板支撑至预定高度以提供一个稳定的支撑承载测试平台。

绝缘层垫120设于所述基板110上以将基板110与基板110之上的部件绝缘隔离以防止给电测试时漏电。

水槽130设于所述绝缘层垫120上，水槽130可采用导热系数较好的材料，例如铝合金材料等；散热金属板140设于所述水槽130上，用于承载激光光纤耦合模块的下表面，散热金属板140工作面设计有严格的平坦性，使得激光光纤耦合模块底面能够与其充分接触，散热金属板140用于在激光模块测试过程及时将热量散出，提供良好的散热环境，其尺寸可以根据不同模块的尺寸进行相应的改变。

其中，本申请的散热载台还包括半导体制冷片150，所述半导体制冷片150设于所述水槽130和所述散热金属板140之间，通过循环冷水加半导体制冷二级温度控制方式可实现大范围的温度精度控制，可以满足不同温度情况下的激光光纤耦合模块测试。

进一步地，该散热载台还包括：进水水管a及出水水管b。且该进水管a、出水管b与水槽130构成流体回路。

本申请一实施方式中，压紧单元包括固定机构、滑动机构、控制机构以及弹性机构。

其中，固定机构用于提供压紧单元的其他机构固定安装，滑动机构与固定机构相相固，控制机构与固定机构相固定并与滑动机构活动配合；弹性机构与控制机构相连接，以在控制机构的作用下进行升降。

具体而言，所述固定机构包括支撑杆210、横梁块220以及L型载板230。

其中，支撑杆210与基板110相固定；横梁块220固定于所述支撑杆210上；L型载板230的一面固定于所述横梁块220上。

所述滑动机构包括滑轨安装板240、滑动导轨250以及滑块260。

其中，滑轨安装板240固定于所述横梁块220的外端面；滑动导轨250固定于所述滑轨安装板240的外表面并竖直设置；滑块260与所述滑动导轨250滑动配合。

所述控制机构包括快速夹270和连接板280。

其中，快速夹270固定于所述横梁块220上，所述快速夹270主要用来快速将压紧单元抬起或下压，下压时可以自锁，不反弹。连接板280安装于所述快速夹270上，连接板280呈匚形，其中间部与滑滑块260相固定，两头侧板分别与快速夹270和弹簧支撑块290相连接。

所述弹性机构包括弹簧支撑块290、弹簧伸缩板300、弹簧引导杆310、弹簧320、硅胶软垫安装板330以及弹性硅胶垫340。

其中，弹簧支撑块290连接于所述连接板280的底部，具体地，弹簧支撑块290亦呈匚形，其中间板与连接板280的一块侧板相固定；弹簧伸缩板300与所述弹簧支撑块290相固定，具体地，弹簧伸缩板300固定连接于弹簧支撑块290的两侧板的端部；弹簧引导杆310的一端穿设于所述弹簧伸缩板300上，该弹簧引导杆310包括杆体和端帽，杆体和弹簧伸缩板300穿设并通过端帽限位；弹簧320套设于所述弹簧320引导杆310上；硅胶软垫安装板330连接于所述弹簧引导杆310的另一端，所述弹簧320位于所述弹簧320伸缩板300和所述硅胶软垫安装板330之间；弹性硅胶垫340固定于所述硅胶软垫安装板330的下表面，用于弹性压住所述激光光纤耦合模块的上表面，弹性硅胶垫340为一块，采用耐热性能及弹性适中的材料，可以保证激光光纤耦合模块与散热基板充分接触，使得激光光纤耦合模块在测试过程中可以更好的散热。

利用本实用新型提供的用于半导体激光光纤耦合模块测试治具测试时，首先利用快速夹270将弹性机构抬起，然后手动将待测的激光光纤耦合模块放置在散热金属板140中，最后利用快速夹270将弹性机构下压，使得性硅胶垫340紧压在待测的激光光纤耦合模块上。

进一步地，数据采集模块14，与半导体激光器光纤耦合模块11耦接，用于对半导体激光器光纤耦合模块11的工作参数进行数据采集。具体可以为表征该半导体激光器光纤耦合模块特性的参数的采集，如LIV(光强-电流-电压)特性以及光谱特性等数据的采集。

请一并参阅图3，图3为本实用新型数据采集模块一实施方式的结构示意图。该数据采集模块14进一步包括：积分球141、光谱仪142以及放大器143。

积分球141连接半导体激光器光纤耦合模块11。其中，积分球141为对半导体激光器光纤耦合模块11发出的激光进行收集的一种高效率器件，又称为光通球，是一个中空的完整球壳。内壁涂白色漫反射层(硫酸钡)，且球内壁各点漫射均匀。光源在球壁上任意一点上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。该积分球141允许通过激光，并于积分球141上的光电二极管探测器靠近。

光谱仪142，第一端连接141积分球，第二端连接计算处理模块15。其中，该光谱仪142为微型光谱仪，用于探测激光光谱，且其光谱数据由计算处理模块15采集，其测试范围可根据半导体激光器光纤模块的不同而选配不同波段范围的光谱仪。

放大器143为光电二极管放大器，该143放大器一端连接积分球141，另一端连接驱动电流源11。其中，该放大器143用于将积分球141上的光电二极管探测器侦测到的电流信号转换为数字信号，通过驱动电流源12电压测试端口，由计算处理模块15采集数据。

计算处理模块15，分别与11驱动电流源和数据采集模块14耦接，以在测试时对驱动电流源11的关合进行实时控制及对半导体激光器光纤耦合模块11的工作参数进行反馈。

其中，该计算处理模块15进一步可以包括工业控制计算机及显示器(图未示)，该计算处理模块15通过协调控制其余模块，将采集得到的数据进行处理、分析、计算，包括半导体激光器光纤耦合模块的LIV特性以及光谱特性，最后通过数据图表方式显示出来。

除此之外，该半导体激光器光纤耦合模块测试系统还可以包括半导体温度控制器16。

该半导体温度控制器16连接测试治具13，以对测试治具13的实时温度进行监测。其中，半导体温度控制器16具体对测试治具13的中的半导体制冷片150的温度进行实施监测。且该半导体温度控制器16工作温度可以任意设置，在本申请中其工作温度的上下限范围可以设置为0-80℃，在其它实施例中也可以是其它温度范围，本申请不做具体限定。且在具体应用中，若工作温度超上限或下限时对其进行报警。为了获得更好的精度、线性度和稳定度，本申请采用的半导体温度控制器16为标准PT1000温度传感器(铂电阻)，通过机台操作软件实时监控温度，开启和关闭。在其它实施例中，也可以采用其它类型的温度传感器，本申请不做具体限定。

可选地，该半导体激光器光纤耦合模块测试系统还可以包括开关电源17，该开关电源17连接半导体温度控制器16，为该半导体温度控制器16提供电流。

可选地，该半导体激光器光纤耦合模块测试系统还可以包括冷水机18，该冷水机18与测试治具13中的水槽130连接。且该冷水机18用于提供循环冷水，带走多余热量，保证测试治具11的机台处于半导体温度控制器16设置的恒温状态。

在本申请一实施例中，半导体激光光纤耦合模块11放置测试治具13上，使用快速夹将其压紧，驱动电流源12注入电流使半导体激光光纤耦合模块11工作，半导体激光光纤耦合模块11在测试过程中产生大量的热量，这部分的热量会及时的由半导体制冷片150和冷水机18组成的二级制冷系统通过水槽130带走，半导体制冷电器和冷水机18二级制冷的方法可以保证散热金属板140的温度稳定可靠。计算机处理模块15通过USB接口实现与驱动电流源12、半导体温度控制器16、光谱仪142完成有效的控制及监测。系统设置多个重要监测指标，包括耦合模块测试治具温度，驱动电流、电压，积分球积分时间以及光谱仪测试波段等，能够综合体现整个半导体激光光纤耦合模块测试系统的运行状态。且驱动电流源12中设置有电源过冲保护，在其内部设置该驱动电流源12的开启电源过冲量不超过100mA。如此，在电源开启的时候能够防止因为过冲现象而将半导体激光器光纤耦合模块11等其他器件烧坏。

上述实施方式中，通过在驱动电流源中设置过流保护，能够防止电源开启时因电流过冲而将半导体激光器光纤耦合模块烧坏的现象。且本实施例中所述的测试治具能够实现对激光光纤耦合模块的均匀压力和电流注入，对大功率的半导体激光器光纤耦合模块进行无损测试。直上直下的简单操作即可完成激光光纤耦合模块的装载，可提供稳定的电流注入，大大提高测试效率，并且具有结构简单，成本低廉、操作方便等优点。

综上所述，本领域技术人员容易理解本实用新型提供的用于半导体激光器光纤耦合模块测试治具能够实现对激光光纤耦合模块的均匀压力和电流注入，对大功率的半导体激光器光纤耦合模块进行无损测试。直上直下的简单操作即可完成激光光纤耦合模块的装载，可提供稳定的电流注入，大大提高测试效率，并且具有结构简单，成本低廉、操作方便等优点。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种半导体激光器光纤耦合模块测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：

半导体激光器光纤耦合模块；

驱动电流源，与所述半导体激光器光纤耦合模块连接，所述驱动电流源设置有电源过冲保护，用于为所述半导体激光器光纤耦合模块提供工作电流，以及测试所述半导体激光器光纤耦合模块的光功率及电压；

测试治具，设置于所述半导体激光器光纤耦合模块下方，所述测试治具具有平坦性及导热性；

数据采集模块，与所述半导体激光器光纤耦合模块耦接，用于对所述半导体激光器光纤耦合模块的工作参数进行数据采集；

计算处理模块，分别与所述驱动电流源和所述数据采集模块耦接，以在测试时对所述驱动电流源的关合进行实时控制及对所述半导体激光器光纤耦合模块的工作参数进行反馈。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述驱动电流源为可编程电源。

3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试治具进一步包括：

散热基垫，用于放置所述半导体激光器光纤耦合模块，并在测试时对所述半导体激光器光纤耦合模块进行液冷式散热；

压紧单元，用于以弹性压紧方式将所述半导体激光器光纤耦合模块压紧在散热载台上进而进行测试。

4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述散热载台包括：

基板；

绝缘层垫，设于所述基板上；

水槽，设于所述绝缘层垫上；

散热金属板，设于所述水槽上，用于承载所述半导体激光器光纤耦合模块的下表面。

5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述散热载台还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片，设于所述水槽和所述散热金属板之间。

6.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述压紧单元包括：

固定机构；

滑动机构，与所述固定机构相固；

控制机构，与所述固定机构相固定并与所述滑动机构活动配合；

弹性机构，与所述控制机构相连接，以在所述控制机构的作用下进行升降。

7.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统进一步包括半导体温度控制器，所述半导体温度控制器连接所述测试治具，以对所述测试治具的实时温度进行监测。

8.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统进一步包括开关电源，所述开关电源连接半导体温度控制器。

9.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述数据采集模块进一步包括：

积分球，所述积分球连接所述半导体激光器光纤耦合模块，用于测试所述半导体激光器光纤耦合模块的光功率；

光谱仪，所述光谱仪第一端连接所述积分球，第二端连接所述计算处理模块；

放大器，所述放大器一端连接所述积分球，另一端连接所述驱动电流源。

10.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试治具进一步包括冷水机，所述冷水机与所述测试治具中的水槽连接。