【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台及其工作方法，属于半导体激光器准直与测试。
技术介绍
1、激光具有单色性好，方向性好，相干性好，亮度高的优点。激光已广泛应用于国民经济的各个领域，例如激光切割、激光焊接、美容、医疗器械、通信、指示、夜视、武器等。半导体激光器因具有体积小、重量轻、寿命长、波长覆盖广的特点，应用范围较广，包含医疗设备、通信、指示、监控等。
2、半导体激光器件(ld)也有天然的缺陷，存在光斑质量较差的问题，通常需要通过一系列复杂的光学系统，使其光斑达到可应用的状态。半导体激光器芯片的出光面分为快轴方向和慢轴方向，其中慢轴方向的发散角比较小，但是发光区域较宽，是快轴方向尺寸的几倍到上百倍不等。在将半导体激光器件发出的光耦合进光纤前，需要对快轴和慢轴方向的光进行压缩整形。
3、本专利技术的目的是如何能够快速、准确地对慢轴光进行准直，并测试准直后的光斑及功率。现有技术中一般使用手动调节，效率慢，并且手动装配精度太低，不能定量的测试最佳准直光斑；部分厂家按照sac(慢轴准直透镜)的工作距离直接按放sac，此种方式主要依靠设备加工精度和放置的精度来保证准直效果，其中只要出现加工或放置误差都会导致慢轴准直效果变差。尤其现在半导体激光器的功率越来越高，对慢轴准直要求也相应增加，需要更加准确，更加高效的方案。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台及其工作方法，可以快速、准确完成慢轴准直工
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，包括载物台、聚焦透镜、分束镜、功率计、渐变衰减片、光束质量分析仪、工业计算机、运动模块和电源及开关系统；
4、所述载物台用于固定半导体激光器芯片和慢轴准直透镜(sac)，半导体激光器芯片出光后依次经慢轴准直透镜、聚焦透镜在分束镜中分束，一路进入功率计，一路经渐变衰减片进入光束质量分析仪，其中，聚焦透镜的焦距(f1)固定用于将慢轴准直好的光束聚焦到一点；分束镜45度角放置，其功能是将光束分为两束，其中大部分光直接透过，部分很少的不足1％，从分束镜表面反射经过渐变衰减片到达光束质量分析仪；功率计用于测试透过光的功率；光束质量分析仪用于测试光斑质量。
5、所述电源及开关系统用于控制载物台上多路半导体激光器芯片的通断，运动模块包括吸取模块和三轴运动模块，三轴运动模块、电源及开关模块、光束质量分析仪和功率计均与工业计算机连接，吸取模块用于吸取慢轴准直透镜并在慢轴准直透镜底部蘸胶后将其固定在载物台上，三轴运动模块用于根据工业计算机反馈的信号不断调节吸取模块位置以使慢轴准直透镜固定在载物台的最优位置。
6、优选的，所述渐变衰减片上设置有单轴运动模块，用于上下调节渐变衰减片的位置以改变渐变衰减片的衰减比例。
7、优选的，机台还包括运动控制器，运动控制器与工业计算机、三轴运动模块和渐变衰减片上的单轴运动模块连接，工业计算机通过运动控制器来控制三轴运动模块和单轴运动模块的运动方向。
8、优选的，所述载物台上设置有料盒和胶盒，料盒用于放置慢轴准直透镜，胶盒用于放置紫外胶，慢轴准直透镜在调节前需要蘸胶。
9、优选的，慢轴准直透镜在料盒中呈矩阵排列，如2*4/4*4等，料盒和胶盒位于载物台前端光路之上，不会影响光路。
10、优选的，在载物台两侧安装有紫外灯，打开紫外灯使胶水固化，可设置自动照胶的时间，完成后关闭紫外灯。
11、一种上述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台的工作方法，包括如下步骤：
12、(1)将待慢轴准直的半导体激光器芯片通过真空吸附固定在载物台上的热沉上；
13、(2)移动吸取模块在料盒中吸取慢轴准直透镜并蘸紫外胶，移动至载物台上的设定位置，并打开控制该半导体激光器芯片的电源进行通电；
14、吸取模块采用真空吸附的原理通过吸嘴吸取慢轴准直透镜，吸嘴大小可根据慢轴准直透镜的大小尺寸设计。
15、(3)运动控制器控制三轴运动模块运动，调节慢轴准直透镜的前后、左右、上下运动，用于调节光斑的大小、中心位置和慢轴准直透镜底部的胶水厚度；与此同时，工业计算机通过光束质量分析仪接收的能量大小调节渐变衰减片的上下位置，使其达到能量适中，光束质量分析仪上会显示能量百分比，能量为90％-95％即为能量适中，可根据这个数值范围调节衰减片的位置，衰减片是渐变的，从一端到另一端衰减由弱到强。
16、三轴运动模块即x、y、z轴三个方向集成在一起的运动模块，每个轴为两个方向，可实现六向调节，属于现有成熟技术。
17、(4)完成调节后，打开紫外灯进行自动照胶，照胶完成后退出吸取模块；
18、(5)通过工业计算机记录功率计参数及光斑信息，光斑信息由光束质量分析仪提供，包括光斑尺寸、中心位置和高度，高度与慢轴准直透镜底部的胶水厚度是一一对应的，当高度固定后，胶水厚度也为一定值，所以高度读取即可；
19、(6)重复步骤(2)、(3)、(4)，直至完成载物台上多路半导体激光器芯片的慢轴准直；重新换料，再进行步骤(1)-(5)。
20、优选的，步骤(2)中，料盒、胶盒位置固定，吸取模块在料盒中吸取慢轴准直透镜并蘸紫外胶并移动至载物台上设定位置的过程为程序预设，三轴运动模块根据预设的路线将蘸胶后的慢轴准直透镜移动至设定位置，其中胶盒周胶水面积很小，蘸胶时仅在慢轴准直透镜底部蘸取少量胶水，设定位置位于载物台上，且位于半导体激光器芯片与聚焦透镜之间，假设sac01(即第01个慢轴准直透镜)工作距离10mm，那么其理论位置就是芯片出光点前端10mm处。
21、值得注意的是，在慢轴准直透镜和芯片之间还应有快轴准直透镜(fac)，由于fac对慢轴准直光路几乎没有影响，可忽略。
22、优选的，步骤(3)中，三轴运动模块的运动方向分别为x、y、z轴，其中x轴方向为慢轴准直透镜的左右方向，能够调节光斑中心的左右位置；z轴方向为光传输方向，即慢轴准直透镜的前后方向，能够调节光斑大小；y轴方向垂直于x0z平面，能够调节慢轴准直透镜底部的胶水厚度。
23、优选的，在步骤(3)的调节过程中，调节的基准以光束质量分析仪上的光斑为标准，通过工业计算机实时采集的光斑信息进行反馈调节，当光束质量分析仪采集到一个图像，然后三轴运动模块的z轴向前移动光斑逐渐模糊，光斑尺寸逐渐变大(可以量化，实时测量)，此时z轴向相反的位置移动，光斑逐渐由模糊变得清晰再变模糊，即光斑尺寸先减小后变大，经多次调整，在光斑尺寸最小处停止调节z轴，并记录该位置的坐标；
24、三轴运动模块的z轴方向调节完成后，控制x轴方向运动，光束质量分析仪上的光斑会水平移动，调节光斑的中心位置对应的x轴坐标为零即可；
2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，包括载物台、聚焦透镜、分束镜、功率计、渐变衰减片、光束质量分析仪、工业计算机、运动模块和电源及开关系统；
2.根据权利要求1所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，所述渐变衰减片上设置有单轴运动模块，用于上下调节渐变衰减片的位置以改变渐变衰减片的衰减比例。
3.根据权利要求2所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，机台还包括运动控制器，运动控制器与工业计算机、三轴运动模块和渐变衰减片上的单轴运动模块连接，工业计算机通过运动控制器来控制三轴运动模块和单轴运动模块的运动方向。
4.根据权利要求1所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，所述载物台上设置有料盒和胶盒，料盒用于放置慢轴准直透镜，胶盒用于放置紫外胶。
5.根据权利要求4所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，慢轴准直透镜在料盒中呈矩阵排列，料盒和胶盒位于载物台前端光路之上。
6.根据权利要求5所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于
7.一种权利要求6所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台的工作方法，其特征在于，步骤(2)中，料盒、胶盒位置固定，吸取模块在料盒中吸取慢轴准直透镜并蘸紫外胶并移动至载物台上设定位置的过程为程序预设，三轴运动模块根据预设的路线将蘸胶后的慢轴准直透镜移动至设定位置，设定位置位于载物台上，且位于半导体激光器芯片与聚焦透镜之间。
9.根据权利要求8所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台的工作方法，其特征在于，步骤(3)中，三轴运动模块的运动方向分别为X、Y、Z轴，其中X轴方向为慢轴准直透镜的左右方向，能够调节光斑中心的左右位置；Z轴方向为光传输方向，即慢轴准直透镜的前后方向，能够调节光斑大小；Y轴方向垂直于X0Z平面，能够调节慢轴准直透镜底部的胶水厚度。
10.根据权利要求9所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台的工作方法，其特征在于，在步骤(3)的调节过程中，调节的基准以光束质量分析仪上的光斑为标准，通过工业计算机实时采集的光斑信息进行反馈调节，当光束质量分析仪采集到一个图像，然后三轴运动模块的Z轴向前移动光斑逐渐模糊，光斑尺寸逐渐变大，此时Z轴向相反的位置移动，光斑逐渐由模糊变得清晰再变模糊，即光斑尺寸先减小后变大，经多次调整，在光斑尺寸最小处停止调节Z轴，并记录该位置的坐标；
...【技术特征摘要】
1.一种用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，包括载物台、聚焦透镜、分束镜、功率计、渐变衰减片、光束质量分析仪、工业计算机、运动模块和电源及开关系统；
2.根据权利要求1所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，所述渐变衰减片上设置有单轴运动模块，用于上下调节渐变衰减片的位置以改变渐变衰减片的衰减比例。
3.根据权利要求2所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，机台还包括运动控制器，运动控制器与工业计算机、三轴运动模块和渐变衰减片上的单轴运动模块连接，工业计算机通过运动控制器来控制三轴运动模块和单轴运动模块的运动方向。
4.根据权利要求1所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，所述载物台上设置有料盒和胶盒，料盒用于放置慢轴准直透镜，胶盒用于放置紫外胶。
5.根据权利要求4所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，慢轴准直透镜在料盒中呈矩阵排列，料盒和胶盒位于载物台前端光路之上。
6.根据权利要求5所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台，其特征在于，在载物台两侧安装有紫外灯，用于照胶。
7.一种权利要求6所述的用于半导体激光器慢轴准直及测试的机台的工作方法，其特征在于，包括如下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪武，秦华兵，王友志，宋雅文，
申请(专利权)人：潍坊华光光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。