一種用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，能夠探測(cè)半導(dǎo)體光源真實(shí)的遠(yuǎn)場(chǎng)三維強(qiáng)度分布。該快速表征裝置主要包括光電探測(cè)器、固定支架、擺動(dòng)組件及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述擺動(dòng)組件包括固定連接的擺動(dòng)部和驅(qū)動(dòng)部，驅(qū)動(dòng)部安裝于固定支架上；所述擺動(dòng)部的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個(gè)導(dǎo)光部件并匯集成束接至所述光電探測(cè)器，半圓弧面向待測(cè)光源能夠以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，可靠性高，不存在旋轉(zhuǎn)臂之間相互干涉現(xiàn)象，能夠快速完成半導(dǎo)體激光器輻射強(qiáng)度真實(shí)的空間三維分布表征。
【專利說(shuō)明】一種用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光源測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于半導(dǎo)體光源的遠(yuǎn)場(chǎng)三維強(qiáng)度的表征裝置，測(cè)試半導(dǎo)體光源在遠(yuǎn)場(chǎng)處隨角度變化的空間光強(qiáng)度分布。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體光源主要包括半導(dǎo)體激光光源和LED光源。
[0003]高功率半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于激光加工、激光醫(yī)療、激光顯示及科學(xué)研宄領(lǐng)域，成為新世紀(jì)發(fā)展快、成果多、學(xué)科滲透廣、應(yīng)用范圍大的綜合性高新技術(shù)。半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)特性不僅在評(píng)價(jià)激光光束長(zhǎng)距離傳播的均勻性具有重要性；同時(shí)可以用于分析半導(dǎo)體激光器內(nèi)部失效機(jī)制，為研制高性能半導(dǎo)體激光器提供依據(jù)；也是為設(shè)計(jì)光束準(zhǔn)直系統(tǒng)，提供準(zhǔn)確發(fā)散角數(shù)據(jù)，是進(jìn)一步提高光纖光纖耦合效率的重要依據(jù)。為此，精確快速地表征半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)特性顯得尤為重要。
[0004]目前測(cè)試半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角通常采用雙軸旋轉(zhuǎn)空間掃描法。雙軸旋轉(zhuǎn)空間掃描法(申請(qǐng)公布號(hào):CN101825517A ;CN101929889A)采用以半導(dǎo)體激光器為圓心，兩掃描臂為半徑，兩臂上放置探測(cè)器，分別探測(cè)半導(dǎo)體激光器的快軸和慢軸方向的遠(yuǎn)場(chǎng)空間強(qiáng)度分布。該方法能夠真實(shí)反映半導(dǎo)體激光器的空間強(qiáng)度分布，但是半導(dǎo)體激光器必須和探測(cè)器在同一掃描面內(nèi)，使用過(guò)程中極易出現(xiàn)半導(dǎo)體激光器略微傾斜放置，因此在遠(yuǎn)場(chǎng)處測(cè)試強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生較大的強(qiáng)度測(cè)試偏差；同時(shí)該方法只能表征快慢軸兩個(gè)方向上的遠(yuǎn)場(chǎng)分布，無(wú)法提供光斑在空間的整體強(qiáng)度分布，限制了對(duì)半導(dǎo)體激光器內(nèi)部光學(xué)性能的分析(如多模的產(chǎn)生)。為彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，一種基于空間測(cè)角技術(shù)的三維遠(yuǎn)場(chǎng)空間掃描方法能夠獲得遠(yuǎn)場(chǎng)處三維強(qiáng)度分布(專利號(hào):US5949534)。該三維遠(yuǎn)場(chǎng)空間表征方法采用改變反射鏡角度及旋轉(zhuǎn)探測(cè)器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)三維強(qiáng)度的探測(cè)。由于反射鏡及探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)中心和半導(dǎo)體激光器不重合，存在偏心探測(cè)的缺陷，盡管能夠通過(guò)理論計(jì)算來(lái)補(bǔ)償，仍屬于間接探測(cè)，和實(shí)際強(qiáng)度分布存在偏差。
[0005]而對(duì)于LED光源，目前LED光源空間分布的探測(cè)主要采用半圓掃描法(中國(guó)專利申請(qǐng)200810027632.1)，在該方法中，光電探測(cè)器放置于半圓上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)半圓環(huán)便可采集LED光源的空間分布。該方法中所放置的LED強(qiáng)度探測(cè)器受到自身體積限制，空間角分辨率低，引起了所探測(cè)的強(qiáng)度分布中的細(xì)節(jié)不能得到充分的分辨。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，能夠探測(cè)半導(dǎo)體光源真實(shí)的遠(yuǎn)場(chǎng)三維強(qiáng)度分布。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，其特殊之處在于:包括光電探測(cè)器、固定支架、擺動(dòng)組件及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述擺動(dòng)組件包括固定連接的擺動(dòng)部和驅(qū)動(dòng)部，驅(qū)動(dòng)部安裝于固定支架上；所述擺動(dòng)部的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個(gè)導(dǎo)光部件并匯集成束接至所述光電探測(cè)器，半圓弧面向待測(cè)光源能夠以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度。
[0009]基于上述方案，還可作進(jìn)一步優(yōu)化如下:
[0010]導(dǎo)光部件采用光纖跳線或光導(dǎo)管。
[0011]光電探測(cè)器和固定支架固定于同一底座上。
[0012]也可以直接在半圓弧上均勻布置多個(gè)光電探測(cè)器，省去導(dǎo)光部件。
[0013]驅(qū)動(dòng)部為直線型，驅(qū)動(dòng)部同軸安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)。最佳的具體結(jié)構(gòu)為:
[0014]驅(qū)動(dòng)部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線與擺動(dòng)部相交有兩個(gè)交點(diǎn)記為B、C，交點(diǎn)B和交點(diǎn)C作為擺動(dòng)部的兩個(gè)末端，分別沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線形成延伸部，固定支架具有兩個(gè)支撐臂，相應(yīng)地套接安裝兩個(gè)延伸部；其中一個(gè)延伸部即作為所述驅(qū)動(dòng)部，旋轉(zhuǎn)電機(jī)位于支撐臂的外側(cè)。
[0015]采用上述快速表征裝置，只需通過(guò)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)部，使所有導(dǎo)光部件面向待測(cè)光源以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度，即獲得三維遠(yuǎn)場(chǎng)空間強(qiáng)度分布。
[0016]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017](I)本發(fā)明的半導(dǎo)體光源的遠(yuǎn)場(chǎng)三維強(qiáng)度的表征裝置可以用于測(cè)試半導(dǎo)體激光光源、LED光源的遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度。
[0018](2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，可靠性高，不存在旋轉(zhuǎn)臂之間相互干涉現(xiàn)象。
[0019](3)能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體激光器輻射強(qiáng)度真實(shí)的空間三維分布表征。
[0020](4)本發(fā)明的用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置用于測(cè)試半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，消除了傳統(tǒng)方案半導(dǎo)體激光器和探測(cè)器由于中心對(duì)準(zhǔn)偏差引起的測(cè)量校
IHo
[0021](5)本發(fā)明的用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置用于測(cè)試半導(dǎo)體光源遠(yuǎn)場(chǎng)三維強(qiáng)度分布表征速度快。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖(導(dǎo)光部件匯集成束接至光電探測(cè)器)。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖(在半圓弧上直接布置光電探測(cè)器)。
[0024]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0025]I為光電探測(cè)器；2為固定支架；3為擺動(dòng)組件；4為驅(qū)動(dòng)電機(jī)；5為驅(qū)動(dòng)部；6為擺動(dòng)部；7為導(dǎo)光部件；8為集線器或轉(zhuǎn)換器；9為支撐臂；10為通光孔；11為底座。

【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，本發(fā)明的用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，包括光電探測(cè)器1、固定支架2、擺動(dòng)組件3及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，其中擺動(dòng)組件3包括固定連接的擺動(dòng)部4和驅(qū)動(dòng)部5，驅(qū)動(dòng)部5安裝于固定支架2上；擺動(dòng)部6的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個(gè)導(dǎo)光部件7并在半圓弧背部后方匯集成束接至所述光電探測(cè)器1，半圓弧面向待測(cè)光源能夠以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度。
[0027]此外，也可以用集線器8將多條導(dǎo)光部件7匯集然后通過(guò)光電探測(cè)器I進(jìn)行探測(cè)從導(dǎo)光部件7傳輸而來(lái)的激光強(qiáng)度。
[0028]所述驅(qū)動(dòng)部5為直線型，驅(qū)動(dòng)部5同軸安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0029]驅(qū)動(dòng)部5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線與擺動(dòng)部6相交有兩個(gè)交點(diǎn)記為B、C，交點(diǎn)B和交點(diǎn)C作為擺動(dòng)部6的兩個(gè)末端，分別沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線形成延伸部，固定支架2具有兩個(gè)支撐臂9，相應(yīng)地套接安裝兩個(gè)延伸部；其中一個(gè)延伸部即作為所述驅(qū)動(dòng)部5，驅(qū)動(dòng)電機(jī)4位于支撐臂9的外側(cè)。
[0030]所述導(dǎo)光部件7采用光纖跳線，多條導(dǎo)光部件7組成光纖陣列。
[0031]或者，所述導(dǎo)光部件7采用光導(dǎo)管，多條導(dǎo)光部件7組成光導(dǎo)管陣列。
[0032]光電探測(cè)器I和固定支架2固定于同一底座11上，或者是使用集線器8或者轉(zhuǎn)換器將多條導(dǎo)光部件7匯集然后通過(guò)光電探測(cè)器I進(jìn)行探測(cè)從導(dǎo)光部件7傳輸而來(lái)的激光強(qiáng)度，這樣光電探測(cè)器I可以設(shè)置在任意位置。
[0033]本實(shí)施例中，可以將該用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置封裝在封裝殼體內(nèi)，可以設(shè)計(jì)通光孔10，待測(cè)光源發(fā)出的光從通光孔10入射，半圓弧面向待測(cè)光源能夠以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度，即半圓弧的軌跡滿足對(duì)通光孔出光的180度掃描。
[0034]對(duì)半導(dǎo)體光源空間光分布，以半導(dǎo)體光源為圓心，在半圓弧上依次排列有多個(gè)光纖，每根光纖探測(cè)相應(yīng)位置處的激光強(qiáng)度；等角度間隔旋轉(zhuǎn)該半圓弧，獲取特定角度下的空間強(qiáng)度值；半圓弧掃描180°之后，便能獲取半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)空間強(qiáng)度分布。
[0035]采用快速表征裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)三維強(qiáng)度快速測(cè)量的方法，是通過(guò)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)部6，如圖1所示使所有導(dǎo)光部件7面向待測(cè)光源以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度，使用光電探測(cè)器I探測(cè)從導(dǎo)光部件7傳輸而來(lái)的激光強(qiáng)度，即獲得三維遠(yuǎn)場(chǎng)空間強(qiáng)度分布。
[0036]如圖2是本發(fā)明的另外一種實(shí)施方式，本發(fā)明的用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置也可以是，包括光電探測(cè)器1、固定支架2、擺動(dòng)組件3及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，所述擺動(dòng)組件3包括固定連接的擺動(dòng)部6和驅(qū)動(dòng)部5，驅(qū)動(dòng)部5安裝于固定支架2上；所述擺動(dòng)部6的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個(gè)光電探測(cè)器1，半圓弧面向向待測(cè)光源能夠以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度。
[0037]所述驅(qū)動(dòng)部5為直線型，驅(qū)動(dòng)部5同軸安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0038]驅(qū)動(dòng)部5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線與擺動(dòng)部6相交有兩個(gè)交點(diǎn)記為B、C，交點(diǎn)B和交點(diǎn)C作為擺動(dòng)部6的兩個(gè)末端，分別沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線形成延伸部，固定支架2具有兩個(gè)支撐臂9，相應(yīng)地套接安裝兩個(gè)延伸部；其中一個(gè)延伸部即作為所述驅(qū)動(dòng)部5，驅(qū)動(dòng)電機(jī)4位于支撐臂的外側(cè)。
[0039]針對(duì)半導(dǎo)體光源空間光分布，以半導(dǎo)體光源為圓心，在半圓弧上依次排列有光電探測(cè)器(對(duì)應(yīng)于設(shè)定的探測(cè)位點(diǎn))，每個(gè)光電探測(cè)器探測(cè)相應(yīng)位置處的激光強(qiáng)度；等角度間隔旋轉(zhuǎn)該半圓弧，獲取特定角度下的空間強(qiáng)度值；半圓弧掃描180°之后，便能獲取半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)空間強(qiáng)度分布。如圖2所示采用快速表征裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)三維強(qiáng)度快速測(cè)量的方法，是通過(guò)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)部6，使所有光電探測(cè)器I面向待測(cè)光源以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度，使用光電探測(cè)器I探測(cè)從導(dǎo)光部件7傳輸而來(lái)的激光強(qiáng)度，即獲得三維遠(yuǎn)場(chǎng)空間強(qiáng)度分布。
【權(quán)利要求】
1.一種用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，其特征在于:包括光電探測(cè)器、固定支架、擺動(dòng)組件及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述擺動(dòng)組件包括固定連接的擺動(dòng)部和驅(qū)動(dòng)部，驅(qū)動(dòng)部安裝于固定支架上；所述擺動(dòng)部的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個(gè)導(dǎo)光部件并匯集成束接至所述光電探測(cè)器，半圓弧面向待測(cè)光源能夠以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，其特征在于:所述導(dǎo)光部件采用光纖跳線或光導(dǎo)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，其特征在于:光電探測(cè)器和固定支架固定于同一底座上。
4.一種用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，其特征在于:包括固定支架、擺動(dòng)組件及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述擺動(dòng)組件包括固定連接的擺動(dòng)部和驅(qū)動(dòng)部，驅(qū)動(dòng)部安裝于固定支架上；所述擺動(dòng)部的主體為半圓弧，半圓弧上均勻布置有多個(gè)光電探測(cè)器，半圓弧面向待測(cè)光源能夠以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)部為直線型，驅(qū)動(dòng)部同軸安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于半導(dǎo)體光源的三維遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的快速表征裝置，其特征在于:驅(qū)動(dòng)部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線與擺動(dòng)部相交有兩個(gè)交點(diǎn)記為B、C，交點(diǎn)B和交點(diǎn)C作為擺動(dòng)部的兩個(gè)末端，分別沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線形成延伸部，固定支架具有兩個(gè)支撐臂，相應(yīng)地套接安裝兩個(gè)延伸部；其中一個(gè)延伸部即作為所述驅(qū)動(dòng)部，旋轉(zhuǎn)電機(jī)位于支撐臂的外側(cè)。
7.采用權(quán)利要求1或4所述的快速表征裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)三維強(qiáng)度快速測(cè)量的方法，其特征在于:通過(guò)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)部，使所有導(dǎo)光部件面向待測(cè)光源以所述半圓弧的兩端點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)180度，即獲得三維遠(yuǎn)場(chǎng)空間強(qiáng)度分布。
【文檔編號(hào)】G01J1/00GK104515592SQ201410808753
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月20日
【發(fā)明者】劉暉, 袁治遠(yuǎn), 崔龍, 王昊, 吳迪, 劉興勝 申請(qǐng)人:西安炬光科技有限公司