本申请公开了一种用于激光二极管的自动焦距测量装置，包括：测量模块，用于测量待测激光二极管耦合进入耦合部件中的光功率；运动耦合机构，用于移动耦合部件；上位机，用于控制耦合部件移动以测量任一Z轴坐标下，X‑Y平面内耦合部件与待测激光二极管的最大耦合光功率值，根据测量结果及耦合部件的位置坐标获得待测激光二极管的焦距和/或空间偏向角；上位机分别与测量模块和运动耦合机构电连接。该装置实现了对TO‑LD或LD的焦距和与空间偏向角的自动准确测量。
Automatic Focal Length Measuring Device for Laser Diodes
【技术实现步骤摘要】
用于激光二极管的自动焦距测量装置
本申请涉及一种用于激光二极管(LD)的自动焦距测量装置，属于光器件测试领域。
技术介绍
目前，采用TO(TransistorOutline，晶体管外形)封装的LD(LaserDiode激光二极管)简称TO-LD，由于封装过程中，物理偏差以及TO球透镜差异，会引起焦距偏差和出射光存在空间偏向角。在光通信领域中，测量有源光器件的LD焦距和偏向角，是测试分析有源光器件重要的手段。现有生产过程中，并不能实时提供每颗TO-LD准确的光束焦距参数。只能通过手动耦合装置测量已经组装完成的TO-LD，测量参数包括该TO-LD参考的焦距范围。手动焦距耦合测量包括以下步骤：首先对TO-LD接入特定电流，之后通过手动耦合台寻找单模光纤在LD发光方向上不同距离处耦合到的最大光强，从而确定TO-LD的焦距。手动耦合测量方法测试效率低、测量精度差、人员操作繁琐，而且无法快速、高效的测试出焦距与偏向角超限的LD，影响后续封装工序的生产效率，提高生产成本。
技术实现思路
根据本申请的一个方面，提供了一种用于激光二极管的自动焦距测量装置，该装置实现了对TO-LD或LD的焦距和空间偏向角的自动准确测量。所述用于激光二极管的自动焦距测量装置，其特征在于，测量模块，用于测量待测激光二极管耦合进入耦合部件中的光功率；运动耦合机构，用于移动所述耦合部件；上位机，用于控制所述耦合部件移动以测量任一Z轴坐标下，X-Y平面内所述耦合部件与所述待测激光二极管的最大耦合光功率值，根据测量结果及所述耦合部件的位置坐标获得所述待测激光二极管的焦距和/或空间偏向角；所述上位机分别与所述测量模块和所述运动耦合机构电连接。本专利技术提供的装置通过上位机输入控制指令，实现自动控制运动耦合机构对导通的待测LD进行测量。对于测量得到的数据，可以返回上位机进行处理，也可以通过外接计算装置进行处理，从而得出待测LD的焦距等参数。本文中，以LD发光方向为Z轴，垂直于Z轴的平面为X轴与Y轴围成的平面。可选地，所述耦合部件包括耦合光纤或光电探测器；所述耦合光纤可以为单模光纤或多模光纤；光电探测器可以为具有空间滤波功能的光电探测器。优选地，所述测量模块为多功能数字源表，用于向所述待测激光二极管供电。可选地，所述用于激光二极管的自动焦距测量装置包括选通电路模块，用于根据所述上位机控制指令，控制各所述待测激光二极管的电路导通或关闭，所述选通电路模块与所述上位机控制连接，并与所述待测激光二极管电路连接。通过该模块，可以实现对多个LD批量测量，避免同时通电的能源浪费。可选地，所述运动耦合机构包括：第一移动机构、限位机构和耦合机构，所述耦合机构安装于所述第一移动机构上，并随所述第一移动机构移动；所述待测激光二极管固定安装于所述限位机构中；所述耦合部件安装于所述耦合机构上；所述耦合机构带动所述耦合部件移动，并与所述待测激光二极管耦合。第一移动机构用于实现耦合部件相对待测LD进行三维运动，包括X、Z、Y三维移动，便于根据测量需要调整耦合部件相对待测LD的位置，方便测量的进行。可选地，所述限位机构包括：底座和上定位板，所述底座上开设至少一个LD插座安装孔，所述待测激光二极管安装于所述LD插座安装孔内，所述上定位板上正对所述LD插座安装孔开设至少一个LD定位孔；所述待测激光二极管被所述底座和所述上定位板夹紧固定后，所述待测激光二极管的测量端至少容纳于所述LD定位孔中。安装后的待测LD的测量端，可伸出LD定位孔也可以不伸出，仅需能保证完成测量即可。可选地，所述限位机构包括：LD插座和插座回弹构件，所述插座回弹构件套设于所述LD插座外，并压缩容纳于所述LD插座与所述底座之间；所述待测激光二极管安装于所述LD插座中；优选地，所述底座的顶面两端分设定位柱，所述上定位板上正对所述定位柱开设定位孔，所述定位柱插入所述定位孔内限制所述上定位板沿其水平方向的运动。可选地，所述限位机构包括：底座支架和高度限制机构，所述底座支架分设于所述底座的两相对端；所述高度限制机构分别安装于所述底座的两相对端上，所述高度限制机构夹持并控制所述上定位板沿所述上定位板的纵向移动。可选地，所述高度限制机构为空压转角缸和/或卡扣。可选地，所述耦合机构包括：支架，所述支架朝向所述限位机构安装于所述第一移动机构上，所述支架上开设耦合部件安装孔。可选地，所述卡扣包括：卡扣头、卡扣座、卡扣轴和卡扣弹簧，所述卡扣轴沿所述卡扣座横向贯穿所述卡扣座和所述卡扣头；所述卡扣头安装于所述卡扣座内，并绕所述卡扣轴转动；所述卡扣弹簧压缩并容纳于所述卡扣头与所述卡扣座之间，所述卡扣弹簧推动所述卡扣头绕所述卡扣轴转动；所述卡扣头的一侧抵接于所述上定位板一端。所述卡扣座内侧设有限制所述卡扣头转动范围的结构；此限位结构可以为台阶面。根据本申请的又一个方面，提供了一种用于如上述装置的测量方法，包括以下步骤：a)固定并导通待测激光二极管，移动耦合部件至所述待测激光二极管出光侧；b)移动所述耦合部件，测量任一Z轴坐标下，X-Y平面内所述耦合部件与所述待测激光二极管的最大耦合光功率值及所述耦合部件的位置坐标；c)更新Z轴坐标重复步骤b)直至达到测试终止条件，得到所述待测激光二极管的焦距和/或空间偏向角。本申请能产生的有益效果包括：1)本申请所提供的用于激光二极管的自动焦距测量装置，实现对LD更精确的空间定位，避免人工手动测量LD焦距时，每次均需重新定位LD空间位置。2)本申请所提供的用于激光二极管的自动焦距测量装置，该装置可同时实现对多颗LD焦距的批量精确测量，操作简单，操作人员只需进行上、下物料，操作上位机即可完成测试，输出结果。减少对操作人员技能熟练度的依赖，提高了测试的准确性和测试效率。3)本申请所提供的用于激光二极管的自动焦距测量装置，采用该装置的焦距测试精度误差为±20微米，单颗测试时间小于30s，测量效率得到了极大的提高，且可以实现对多颗LD的批量连续测量。附图说明图1为本申请一种实施方式中用于激光二极管的自动焦距测量装置结构示意图；图2为本申请一种实施方式中运动耦合机构立体结构示意图；图3为本申请又一种实施方式中运动耦合机构立体结构示意图；图4为本申请一种实施方式中LD限位机构爆炸效果示意图；图5为本申请一种实施方式中卡扣爆炸效果示意图。部件和附图标记列表：部件名称附图标记部件名称附图标记三维电动位移机构100X轴向定位块110光纤支架2X轴向滑块120耦合光纤3Y轴向滑块130空压转角缸4Z轴向定位块140上定位板5Z轴向滑块150底座6LD插座安装孔610底座支架7探测器支架210LD定位孔8光电探测器220LD9卡扣230LD插座10卡扣头15插座弹簧11卡扣座16定位柱12卡扣轴17定位孔13卡扣弹簧18底板14具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。参见图1，本专利技术提供的用于激光二极管的自动焦距测量装置，包括：运动耦合机构、运动控制器(框图里的运动控制器，可通过电脑控制三维电动位移机构100运动)、选通电路模块、多功能数字源表和上位机。上位机装有自动焦距耦合控制程序，通过有线或无线电连接方式分别与运动控制器、选通电路模块、多功能数字源表建立通信，用于传输数据、控制指令。上位机通过向运本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于激光二极管的自动焦距测量装置，其特征在于，包括：测量模块，用于测量待测激光二极管耦合进入耦合部件中的光功率；运动耦合机构，用于移动所述耦合部件；上位机，用于控制所述耦合部件移动以测量任一Z轴坐标下，X‑Y平面内所述耦合部件与所述待测激光二极管的最大耦合光功率值，根据测量结果及所述耦合部件的位置坐标获得所述待测激光二极管的焦距和/或空间偏向角；所述上位机分别与所述测量模块和所述运动耦合机构电连接。
【技术特征摘要】
1.一种用于激光二极管的自动焦距测量装置，其特征在于，包括：测量模块，用于测量待测激光二极管耦合进入耦合部件中的光功率；运动耦合机构，用于移动所述耦合部件；上位机，用于控制所述耦合部件移动以测量任一Z轴坐标下，X-Y平面内所述耦合部件与所述待测激光二极管的最大耦合光功率值，根据测量结果及所述耦合部件的位置坐标获得所述待测激光二极管的焦距和/或空间偏向角；所述上位机分别与所述测量模块和所述运动耦合机构电连接。2.根据权利要求1所述的用于激光二极管的自动焦距测量装置，其特征在于，所述耦合部件包括耦合光纤或光电探测器；优选地，所述测量模块为多功能数字源表，用于向所述待测激光二极管供电。3.根据权利要求1所述的用于激光二极管的自动焦距测量装置，其特征在于，所述用于激光二极管的自动焦距测量装置包括选通电路模块，用于根据所述上位机控制指令，控制各所述待测激光二极管的电路导通或关闭，所述选通电路模块与所述上位机控制连接，并与所述待测激光二极管电路连接。4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于激光二极管的自动焦距测量装置，其特征在于，所述运动耦合机构包括：第一移动机构、限位机构和耦合机构，所述耦合机构安装于所述第一移动机构上，并随所述第一移动机构移动；所述待测激光二极管固定安装于所述限位机构中；所述耦合部件安装于所述耦合机构上；所述耦合机构带动所述耦合部件移动，并与所述待测激光二极管耦合。5.根据权利要求4所述的用于激光二极管的自动焦距测量装置，其特征在于，所述限位机构包括：底座和上定位板，所述底座上开设至少一个LD插座安装孔，所述待测激光二极管安装于所述LD插座安装孔内，所述上定位板上正对所述LD插座安装孔开设至少一个LD定...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱振国，林中晞，林琦，钟杏丽，苏辉，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：新型
国别省市：福建,35
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