一种LED多角度光学测试装置及测试方法制造方法及图纸

一种LED多角度光学测试装置及测试方法，涉及光学测试领域，包括三轴调节样品台、CCD光学显微镜、探针、光纤探头、光纤探头旋转驱动装置、光纤探头三轴调节装置、Y型光纤、定位激光导入端、定位用半导体激光器模组、光学测试仪器；三轴调节样品台用于放置待测试的样品LED芯片；CCD光学显微镜安装在三轴调节样品台的正上方；探针为LED芯片供电；光纤探头旋转驱动装置用于旋转光纤探头；光纤探头三轴调节装置用于调节光纤探头旋转驱动装置的位置；Y型光纤的合并端与光纤探头连接，Y型光纤的一个分叉端与定位激光导入端连接，定位用半导体激光器模组通过定位激光导入端将定位激光耦合导入光纤探头；Y型光纤的另一个分叉端与光学测试仪器连接。

A LED multi angle optical testing device and method

【技术实现步骤摘要】
一种LED多角度光学测试装置及测试方法
本专利技术涉及光学测试领域，尤其涉及一种LED多角度光学测试装置及测试方法。
技术介绍
LED光源具有体积小、寿命长、能耗低、无污染等优点，现已广泛应用于照明、显示、光通信等多个领域。众所周知，LED发光光谱和发光强度等光学参数随出射光角度变化具有不均匀分布的特点，深入了解LED光学参数的角度分布规律，对于设计LED新结构、改善LED发光性能至关重要。目前市面上已有多种用于LED多角度的光学测试装置，但是多数适用于已封装好LED器件的测试，而对于未封装LED芯片的测试较为困难，这对芯片制造过程中的性能检测带来不便。中国专利申请文件CN105806597B公开了一种多角度多方位光学测试平台，采用两个十字激光来定位光源测试件和光纤探头的位置，通过旋转光源测试件实现对光源各个角度光学参数的测量，可调性好，但这种测试平台无法测试未封装LED芯片的光学参数。中国专利申请文件CN106291304B公开了一种LED测试装置及测试方法，通过调节积分球的位置完全罩住被测试的LED芯片来测试芯片的发光强度，测试结果精度高，但是采用这个装置不能进行LED多角度的出光性能测试。现有的光学测试平台装置不足之处在于：测试装置结构复杂，用途较为单一，对LED芯片进行多角度多方位测试时精确度较差，不能很好的定位，同时也少有针对未封装LED芯片的多角度光学测试装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种LED多角度光学测试装置及测试方法，该测试装置不仅结构简单紧凑、调谐使用方便，还能实现对未封装LED芯片多角度的光学参数测试，测试结果准确可靠。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种LED多角度光学测试装置，包括三轴调节样品台、CCD光学显微镜、探针、探针座、光纤探头、光纤探头旋转驱动装置、光纤探头三轴调节装置、Y型光纤、定位激光导入端、定位用半导体激光器模组、光学测试仪器和计算机；所述三轴调节样品台用于放置待测试的样品LED芯片，三轴调节样品台可在XYZ三轴方向移动；所述CCD光学显微镜安装在三轴调节样品台的正上方，CCD光学显微镜用于放大观察微型LED芯片表面，以找到LED芯片的电极；所述探针安装于探针座上，探针用于扎到LED芯片的电极上作为电流输入端为LED芯片供电；所述光纤探头通过连接杆与光纤探头旋转驱动装置固定连接，所述光纤探头旋转驱动装置垂直安装于光纤探头三轴调节装置的顶端，光纤探头旋转驱动装置用于在LED芯片多角度出光性能测试中旋转光纤探头，以收集LED芯片不同角度的出射光；所述光纤探头三轴调节装置可在XYZ三轴方向移动，用于调节光纤探头旋转驱动装置的位置；所述Y型光纤的合并端与光纤探头连接，Y型光纤的一个分叉端与定位激光导入端连接，所述定位用半导体激光器模组与定位激光导入端相对设置，定位用半导体激光器模组用作LED芯片的定位光源，通过定位激光导入端将定位激光耦合导入光纤探头，照射在LED芯片上；Y型光纤的另一个分叉端作为LED芯片的出光收集端与光学测试仪器连接，光学测试仪器连接计算机，所述光学测试仪器和计算机分别用于光学参数测试和数据采集分析。所述三轴调节样品台包括铜板和散热器，所述铜板位于散热器的上端，且与散热器连接，铜板用于放置LED芯片。所述三轴调节样品台包括样品上下升降台、样品前后平移台和样品左右平移台，所述样品左右平移台固定设于样品前后平移台的上端，所述样品上下升降台固定设于样品左右平移台的上端；所述散热器固定于样品上下升降台的上端。所述光纤探头旋转驱动装置包括光学旋转盘，所述光学旋转盘垂直安装在光纤探头三轴调节装置上且光学旋转盘的转轴与三轴调节样品台相对设置，其中光纤探头通过连接杆固定于光学旋转盘上，通过手动或电动旋转光学旋转盘实现对光纤探头的旋转调节。所述光纤探头三轴调节装置包括探头上下升降台、探头前后平移台和探头左右平移台，所述探头左右平移台固定设于探头前后平移台的上端，所述探头上下升降台固定设于探头左右平移台的上端。本专利技术还包括导入端调整装置，所述导入端调整装置固定设于定位激光导入端的底部，导入端调整装置用于调整定位激光导入端的位置，以使定位用半导体激光器模组的激光耦合导入Y型光纤。所述导入端调整装置包括导入端上下升降台、导入端前后平移台、倾斜调整台，所述导入端上下升降台固定设于导入端前后平移台的上端，所述倾斜调整台固定设于导入端上下升降台的上端。一种LED多角度光学测试方法，包括以下步骤：步骤1：将未封装的LED芯片放置在三轴调节样品台上，利用CCD光学显微镜观察LED芯片表面，调节探针座和三轴调节样品台的相对位置使探针针尖扎到LED芯片的电极上使其发光；步骤2：开启定位用半导体激光器模组的激光电源，调节定位用半导体激光器模组和定位激光导入端的相对位置，将定位激光耦合导入Y型光纤，通过光纤探头输出照射在LED芯片表面；步骤3：通过调整光纤探头旋转驱动装置和光纤探头三轴调节装置，保证当光纤探头旋转至任一角度时，定位激光出射光均与LED芯片出光点重合，此时，LED芯片位于光纤探头旋转驱动装置的转轴线上，然后关闭定位用半导体激光器模组的激光电源；步骤4：旋转光纤探头旋转驱动装置使光纤探头旋转，通过光学测试仪器测试LED芯片不同出光角度的发光光谱、发光强度和光功率分布，并用计算机对采集的数据进行分析。相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：1、本专利技术结构提供一种简单实用、高精度的LED多角度光学测试装置及测试方法，可实现对未封装LED芯片多角度的光谱、光强等光学参数的测试，测试结果准确可靠。2、铜板为具有优良导电导热性能的紫铜，与散热器连在一起，不仅可作为一个供电电极，还可以起到散热的作用；所述散热器在LED芯片测试过程中，可及时将铜板上积聚的热量带走以保护测试器件。3、所述Y型光纤的作用为：一是将待测试LED芯片的发光导入光谱仪等光学测试仪器；二是起到定位的作用，将定位激光耦合导入光纤并照射在待测试LED芯片样品上，当定位激光从任一角度照射在LED芯片上，LED在该角度发出的光即可沿着定位激光的光路返回再耦合导入Y型光纤。Y型光纤的合并端既是LED芯片的发光耦合输入端，也是定位激光的输出端，分叉的其中一端为LED发光的输出端，其与光学测试仪器连接，另一端为定位激光的输入端。4、本专利技术测试装置和方法可用于测试不同尺寸大小、不同电极结构的LED芯片。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为测试微型蓝光LED芯片0度的光谱图；图3为测试微型蓝光LED芯片35度的光谱图；图4为测试微型蓝光LED芯片70度的光谱图。附图标注：基座1，CCD光学显微镜2，显示屏3，探针4，探针座5，LED芯片6，铜板7，散热器8，样品上下升降台9、样品左右平移台10，样品前后平移台11，Y型光纤12，光纤探头13，探头上下升降台14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED多角度光学测试装置，其特征在于：包括三轴调节样品台、CCD光学显微镜、探针、探针座、光纤探头、光纤探头旋转驱动装置、光纤探头三轴调节装置、Y型光纤、定位激光导入端、定位用半导体激光器模组、光学测试仪器和计算机；/n所述三轴调节样品台用于放置待测试的样品LED芯片，三轴调节样品台可在XYZ三轴方向移动；/n所述CCD光学显微镜安装在三轴调节样品台的正上方，CCD光学显微镜用于放大观察微型LED芯片表面，以找到LED芯片的电极；/n所述探针安装于探针座上，探针用于扎到LED芯片的电极上作为电流输入端为LED芯片供电；/n所述光纤探头通过连接杆与光纤探头旋转驱动装置固定连接，所述光纤探头旋转驱动装置垂直安装于光纤探头三轴调节装置的顶端，光纤探头旋转驱动装置用于在LED芯片多角度出光性能测试中旋转光纤探头，以收集LED芯片不同角度的出射光；所述光纤探头三轴调节装置可在XYZ三轴方向移动，用于调节光纤探头旋转驱动装置的位置；/n所述Y型光纤的合并端与光纤探头连接，Y型光纤的一个分叉端与定位激光导入端连接，所述定位用半导体激光器模组与定位激光导入端相对设置，定位用半导体激光器模组用作LED芯片的定位光源，通过定位激光导入端将定位激光耦合导入光纤探头，照射在LED芯片上；Y型光纤的另一个分叉端作为LED芯片的出光收集端与光学测试仪器连接，光学测试仪器连接计算机，所述光学测试仪器和计算机分别用于光学参数测试和数据采集分析。/n...

【技术特征摘要】
1.一种LED多角度光学测试装置，其特征在于：包括三轴调节样品台、CCD光学显微镜、探针、探针座、光纤探头、光纤探头旋转驱动装置、光纤探头三轴调节装置、Y型光纤、定位激光导入端、定位用半导体激光器模组、光学测试仪器和计算机；
所述三轴调节样品台用于放置待测试的样品LED芯片，三轴调节样品台可在XYZ三轴方向移动；
所述CCD光学显微镜安装在三轴调节样品台的正上方，CCD光学显微镜用于放大观察微型LED芯片表面，以找到LED芯片的电极；
所述探针安装于探针座上，探针用于扎到LED芯片的电极上作为电流输入端为LED芯片供电；
所述光纤探头通过连接杆与光纤探头旋转驱动装置固定连接，所述光纤探头旋转驱动装置垂直安装于光纤探头三轴调节装置的顶端，光纤探头旋转驱动装置用于在LED芯片多角度出光性能测试中旋转光纤探头，以收集LED芯片不同角度的出射光；所述光纤探头三轴调节装置可在XYZ三轴方向移动，用于调节光纤探头旋转驱动装置的位置；
所述Y型光纤的合并端与光纤探头连接，Y型光纤的一个分叉端与定位激光导入端连接，所述定位用半导体激光器模组与定位激光导入端相对设置，定位用半导体激光器模组用作LED芯片的定位光源，通过定位激光导入端将定位激光耦合导入光纤探头，照射在LED芯片上；Y型光纤的另一个分叉端作为LED芯片的出光收集端与光学测试仪器连接，光学测试仪器连接计算机，所述光学测试仪器和计算机分别用于光学参数测试和数据采集分析。


2.如权利要求1所述的一种LED多角度光学测试装置，其特征在于：所述三轴调节样品台包括铜板和散热器，所述铜板位于散热器的上端，且与散热器连接，铜板用于放置LED芯片。


3.如权利要求2所述的一种LED多角度光学测试装置，其特征在于：所述三轴调节样品台包括样品上下升降台、样品前后平移台和样品左右平移台，所述样品左右平移台固定设于样品前后平移台的上端，所述样品上下升降台固定设于样品左右平移台的上端；所述散热器固定于样品上下升降台的上端。


4.如权利要求1所述的一种LED多角度光学测试装置，其特征在于：所述光纤探头旋转驱动装置包括光...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕雪芹，徐滨滨，赵振宇，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35