一種ld激光器組件的裝配及檢驗方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比解決了尚無LD激光器耦合裝配方法的缺陷。本發(fā)明包括以下步驟：半導(dǎo)體發(fā)光二級管的檢驗；非球面耦合透鏡的檢驗；光纖陶瓷插頭的接入；光纖陶瓷插頭與光纖交接口的檢驗。本發(fā)明通過分別測試光的初始功率、穿過非球面透鏡后功率及透過光纖后的功率，利用光纖套的精密控制實現(xiàn)對光纖的對準(zhǔn)調(diào)試，通過精密專業(yè)焊絲對光闌進行點焊，連接鏡筒和光纖套，很大程度的提高了實際耦合效率，同時方法簡單易行，可操作性極強。
【專利說明】
一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及LD激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]LD激光器由于其優(yōu)良的性能，一直是激光直寫激光光刻機光源的首選。LD激光器由多個LD組成，再通過光纖合束成高功率光源，而組裝LD激光器的難點就在于如何將LD與光纖成功耦合。一個好的操作方法直接影響光耦合效率，從而直接確定了總輸出功率。如何研發(fā)出一種可靠的耦合裝配方法已經(jīng)成為急需解決的技術(shù)問題。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中尚無LD激光器耦合裝配方法的缺陷，提供一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法來解決上述問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法，包括以下步驟:半導(dǎo)體發(fā)光二級管的檢驗，在半導(dǎo)體發(fā)光二級管的出光端接功率計，打開半導(dǎo)體發(fā)光二級管，按單點重復(fù)測試方法測試半導(dǎo)體發(fā)光二級管的初始功率，檢驗出有誤差的半導(dǎo)體發(fā)光二級管；非球面耦合透鏡的檢驗，在半導(dǎo)體發(fā)光二級管前通過中間件安裝非球面耦合透鏡，裝配成LD組件，在非球面耦合透鏡的出光端接功率計，打開半導(dǎo)體發(fā)光二級管，按單點對比方法測試非球面耦合透鏡是否存在誤差；光纖陶瓷插頭的接入，將LD組件和光纖陶瓷插頭均安裝在三維平臺固定架上，將光纖陶瓷插頭朝向非球面耦合透鏡使得半導(dǎo)體發(fā)光二級管、非球面耦合透鏡和光纖陶瓷插頭三者依次排列，在光纖陶瓷插頭的出光端接功率計;利用三維平臺固定架調(diào)整非球面耦合透鏡與光纖陶瓷插頭之間的耦合對焦角度，同時觀察功率計，當(dāng)功率計呈現(xiàn)出最大值時的非球面耦合透鏡與光纖陶瓷插頭之間的角度為耦合角度，完成非球面耦合透鏡與光纖陶瓷插頭的對心調(diào)試，使用光闌將非球面耦合透鏡與光纖陶瓷插頭進行固定安裝；光纖陶瓷插頭與光纖交接口的檢驗，將光纖接在光纖陶瓷插頭上，在光纖的出光端接功率計，使用光纖測試方法測試光纖陶瓷插頭與光纖交接口是否有誤差，若檢測有誤差，說明此光纖陶瓷插頭的接口點有損壞;若無誤差，則使用光纖套對光纖陶瓷插頭與光纖進行固定安裝。
[0008]所述的單點重復(fù)測試方法包括以下步驟:對半導(dǎo)體發(fā)光二級管從0.1W-1W之間取10個或11個功率點，分別進行初始功率判斷；初始功率判斷，在單個功率點使用功率計分別測三次功率值；判斷該功率點三次功率值之間是否有誤差;若不存在誤差，則表示半導(dǎo)體發(fā)光二級管在此功率點合格;若存在誤差，則進行重復(fù)測量，重復(fù)測量若不存在誤差，表示當(dāng)前誤差為測量誤差，認(rèn)定半導(dǎo)體發(fā)光二級管在此功率點合格，若仍存在誤差，認(rèn)定半導(dǎo)體發(fā)光二級管為誤差廣品。
[0009]所述的單點對比方法包括以下步驟:對半導(dǎo)體發(fā)光二級管從0.1W-1W之間取10個或11個功率點，其功率點的選擇與單點重復(fù)測試方法中功率點的選擇相同；在單個功率點使用功率計測得非球面耦合透鏡的功率值；將相同功率點的非球面耦合透鏡功率值與半導(dǎo)體發(fā)光二級管功率值進行對比；若，則認(rèn)定在此功率點非球面耦合透鏡檢驗合格;若，則認(rèn)定非球面耦合透鏡檢驗不合格。
[0010]所述的光纖測試方法包括以下步驟:對半導(dǎo)體發(fā)光二級管從0.1W-1W之間取10個或11個功率點，分別進行功率判斷；功率判斷，在單個功率點使用功率計分別測三次功率值；判斷該功率點三次功率值之間是否有誤差;若不存在誤差，則表示光纖陶瓷插頭的接口點合格;若存在誤差，則更換光纖，重復(fù)測量，重復(fù)測量若不存在誤差，表示當(dāng)前誤差為測量誤差，認(rèn)定光纖陶瓷插頭的接口點合格，若仍存在誤差，認(rèn)定光纖陶瓷插頭的接口點不合格。
[0011]所述的功率計為高敏功率計。
[0012]有益效果本發(fā)明的一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比通過分別測試光的初始功率、穿過非球面透鏡后功率及透過光纖后的功率，利用光纖套的精密控制實現(xiàn)對光纖的對準(zhǔn)調(diào)試，通過精密專業(yè)焊絲對光闌進行點焊，連接鏡筒和光纖套，很大程度的提高了實際耦合效率，同時方法簡單易行，可操作性極強。
[0013]【附圖說明】圖1為本發(fā)明的方法流程圖；圖2為本發(fā)明中LD激光器組件的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3為本發(fā)明中光纖陶瓷插頭的接入步驟中的裝配圖；其中，1-半導(dǎo)體發(fā)光二級管、2-鏡筒、3-非球面耦合透鏡、4-光闌、5-光纖套、6-光纖陶瓷插頭、7-XY軸移動平臺、8-連接件、9-Z軸移動平臺、10-夾具、11-固定組件、12-底座、13-LD組件。
[0014]【具體實施方式】
[0015]為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進一步的了解與認(rèn)識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下:如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中已組裝好的LD激光器組件包括半導(dǎo)體發(fā)光二級管1，半導(dǎo)體發(fā)光二級管1通過鏡筒2與非球面透鏡3相對，非球面透鏡3的另一端通過光闌4安裝光纖套5， 光纖套5上還安裝有光纖陶瓷插頭6,光纖陶瓷插頭6的后端接有光纖。半導(dǎo)體發(fā)光二級管1 發(fā)出的光經(jīng)過非球面透鏡3耦合在光纖陶瓷插頭6上，再通過光纖陶瓷插頭6后端的光纖傳輸出去。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法，包括以下步驟: 第一步，半導(dǎo)體發(fā)光二級管1的檢驗。為了保證LD激光器組件輸出功率的準(zhǔn)確性，先對半導(dǎo)體發(fā)光二級管1的輸出功率進行檢測，防止半導(dǎo)體發(fā)光二級管1自身的損壞導(dǎo)致LD激光器組件輸出功率的誤差。在半導(dǎo)體發(fā)光二級管1的出光端接功率計，在此，功率計可以使用高敏功率計，通過高敏功率計測量相應(yīng)功率數(shù)值。打開半導(dǎo)體發(fā)光二級管1，按單點重復(fù)測試方法測試半導(dǎo)體發(fā)光二級管1的初始功率，檢驗出有誤差的半導(dǎo)體發(fā)光二級管1。其中，單點重復(fù)測試方法為:(1)對半導(dǎo)體發(fā)光二級管1從0.1W-1W之間取10個或11個功率點，分別進行初始功率判斷。按常理來講，基于0.1W-1W的區(qū)間，其功率點選擇可以基于0.1W的差別，如分別選擇 0.1W、0.2W、0.3W?1W，取出10個功率點，但也可以選擇基于小于0.1W的差別，均分取出11個功率點。
[0017](2)初始功率判斷，在單個功率點使用功率計分別測三次功率值，三點功率值的測得可以滿足針對單個功率點的測量準(zhǔn)確性的需要。
[0018](3)判斷該功率點三次功率值之間是否有誤差，即該功率點三次功率值是否都相同。若不存在誤差，則表示半導(dǎo)體發(fā)光二級管1在此功率點合格，當(dāng)然按常理而言，若10個或 11個功率點均合格，則此半導(dǎo)體發(fā)光二級管1合格。若存在誤差，則進行重復(fù)測量，重復(fù)測量若不存在誤差，表示當(dāng)前誤差為測量誤差，認(rèn)定半導(dǎo)體發(fā)光二級管1在此功率點合格，若仍存在誤差，認(rèn)定半導(dǎo)體發(fā)光二級管1為誤差產(chǎn)品。
[0019]第二步，非球面耦合透鏡3的檢驗。在半導(dǎo)體發(fā)光二級管1前通過鏡筒2安裝非球面耦合透鏡3,裝配成LD組件13,此時LD組件13并非完整的LD激光器組件，只是包括了半導(dǎo)體發(fā)光二級管1和非球面耦合透鏡3的組件，還需經(jīng)后面的耦合對心調(diào)試。在非球面耦合透鏡3 的出光端接功率計，打開半導(dǎo)體發(fā)光二級管1，按單點對比方法測試非球面耦合透鏡3是否存在誤差。其中，單點對比方法為:(1)對半導(dǎo)體發(fā)光二級管1從0.1W-1W之間取10個或11個功率點，其功率點的選擇與單點重復(fù)測試方法中功率點的選擇相同，因為在此非球面耦合透鏡3的功率值需要與半導(dǎo)體發(fā)光二級管1測得的功率值進行比較，以判斷經(jīng)過非球面耦合透鏡3后衰減的功率是否正常。因此，若半導(dǎo)體發(fā)光二級管1的測試選擇了 10個功率點，則非球面耦合透鏡3的測試也選擇同樣的這10個功率點;若半導(dǎo)體發(fā)光二級管1的測試選擇了 11個功率點，則非球面耦合透鏡3的測試也選擇同樣的這11個功率點。
[0020](2)在單個功率點使用功率計測得非球面耦合透鏡3的功率值，以待進行對比。[〇〇21](3)將相同功率點的非球面耦合透鏡3功率值與半導(dǎo)體發(fā)光二級管1功率值進行對比。若，說明半導(dǎo)體發(fā)光二級管1經(jīng)過非球面耦合透鏡3后，其功率衰減度不大，在正常的衰減度區(qū)間內(nèi)，認(rèn)定在此功率點非球面耦合透鏡3檢驗合格。若，說明半導(dǎo)體發(fā)光二級管1經(jīng)過非球面耦合透鏡3后，其功率衰減度較大，在不正常的衰減度區(qū)間內(nèi)，認(rèn)定非球面耦合透鏡3檢驗不合格。
[0022]第三步，光纖陶瓷插頭6的接入。在此步驟中，需要使用現(xiàn)有技術(shù)中的三維平臺固定架。如圖3所示，三維平臺固定架包括底座12,底座12上安裝有XY軸移動平臺7，XY軸移動平臺7上通過連接件8安裝有Z軸移動平臺LZ軸移動平臺9上安裝有夾具10,夾具10與安裝底座12上的固定組件11相對應(yīng)。LD組件13安裝在固定組件11上，光纖陶瓷插頭6安裝在夾具 10上，進行對心調(diào)試。
[0023]先將LD組件13和光纖陶瓷插頭6按現(xiàn)有技術(shù)的方式安裝在三維平臺固定架上，將光纖陶瓷插頭6朝向非球面耦合透鏡3使得半導(dǎo)體發(fā)光二級管1、非球面耦合透鏡3和光纖陶瓷插頭6三者依次排列，并在光纖陶瓷插頭6的出光端接功率計。利用三維平臺固定架調(diào)整非球面耦合透鏡3與光纖陶瓷插頭6之間的耦合對焦角度，同時觀察功率計。當(dāng)功率計呈現(xiàn)出最大值時，說明此時非球面耦合透鏡3與光纖陶瓷插頭6兩者的耦合效果最好，非球面耦合透鏡3與光纖陶瓷插頭6之間的角度為親合角度，完成非球面親合透鏡3與光纖陶瓷插頭6 的對心調(diào)試，使用光闌4將非球面耦合透鏡3與光纖陶瓷插頭6進行固定安裝即可。
[0024]第四步，光纖陶瓷插頭6與光纖交接口的檢驗。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，光纖的損壞率非常小，可以不用過多考慮，而光纖陶瓷插頭6與光纖之間的接口可能存在一定的損壞率， 因此對其也需要進行相應(yīng)的檢驗。將光纖接在光纖陶瓷插頭6上，在光纖的出光端接功率計，使用光纖測試方法測試光纖陶瓷插頭6與光纖交接口是否有誤差。若檢測有誤差，說明此光纖陶瓷插頭的接口點有損壞;若無誤差，則使用光纖套5對光纖陶瓷插頭與光纖進行固定安裝。其中，光纖測試方法包括以下步驟:(1)同樣，對半導(dǎo)體發(fā)光二級管1從〇.1W-1W之間取10個或11個功率點，分別進行功率判斷，功率判斷則同樣使用功率計獲得功率數(shù)值。[〇〇25](2)功率判斷，在單個功率點使用功率計分別測三次功率值；(3)判斷該功率點三次功率值之間是否有誤差。若不存在誤差，則表示光纖陶瓷插頭6 的接口點合格;若存在誤差，則更換光纖，重復(fù)測量，重復(fù)測量若不存在誤差，表示當(dāng)前誤差為測量誤差，認(rèn)定光纖陶瓷插頭6的接口點合格，若仍存在誤差，認(rèn)定光纖陶瓷插頭6的接口點不合格。
[0026]本發(fā)明通過簡單的設(shè)備裝置，利用精密的調(diào)節(jié)器具完成對準(zhǔn)調(diào)試、功率測量、耦合效率計算等工作，最終完成LD激光器組件的耦合裝調(diào)及檢驗的工作。[〇〇27]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項】
1.一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法，其特征在于，包括以下步驟:11)半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)的檢驗，在半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)的出光端接功率計，打開半 導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)，按單點重復(fù)測試方法測試半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)的初始功率，檢驗出 有誤差的半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1);12)非球面耦合透鏡(3)的檢驗，在半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)前通過鏡筒(2)安裝非球面耦 合透鏡(3)，裝配成LD組件(13)，在非球面耦合透鏡(3)的出光端接功率計，打開半導(dǎo)體發(fā)光 二級管(1)，按單點對比方法測試非球面耦合透鏡(3)是否存在誤差；13)光纖陶瓷插頭(6)的接入，將LD組件(13)和光纖陶瓷插頭(6)均安裝在三維平臺固 定架上，將光纖陶瓷插頭(6)朝向非球面耦合透鏡(3)使得半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)、非球面耦 合透鏡(3)和光纖陶瓷插頭(6)三者依次排列，在光纖陶瓷插頭(6)的出光端接功率計;利用 三維平臺固定架調(diào)整非球面耦合透鏡(3)與光纖陶瓷插頭(6)之間的耦合對焦角度，同時觀 察功率計，當(dāng)功率計呈現(xiàn)出最大值時的非球面耦合透鏡(3)與光纖陶瓷插頭(6)之間的角度 為耦合角度，完成非球面耦合透鏡(3)與光纖陶瓷插頭(6)的對心調(diào)試，使用光闌(4)將非球 面耦合透鏡(3)與光纖陶瓷插頭(6)進行固定安裝；14)光纖陶瓷插頭(6)與光纖交接口的檢驗，將光纖接在光纖陶瓷插頭(6)上，在光纖的 出光端接功率計，使用光纖測試方法測試光纖陶瓷插頭(6)與光纖交接口是否有誤差，若檢 測有誤差，說明此光纖陶瓷插頭的接口點有損壞;若無誤差，則使用光纖套(5)對光纖陶瓷 插頭與光纖進行固定安裝。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法，其特征在于:所述的單 點重復(fù)測試方法包括以下步驟:21)對半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)從0.1W-1W之間取10個或11個功率點，分別進行初始功率 判斷；22)初始功率判斷，在單個功率點使用功率計分別測三次功率值；23)判斷該功率點三次功率值之間是否有誤差;若不存在誤差，則表示半導(dǎo)體發(fā)光二級 管(1)在此功率點合格;若存在誤差，則進行重復(fù)測量，重復(fù)測量若不存在誤差，表示當(dāng)前誤 差為測量誤差，認(rèn)定半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)在此功率點合格，若仍存在誤差，認(rèn)定半導(dǎo)體發(fā) 光二級管(1)為誤差產(chǎn)品。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法，其特征在于:所述的單 點對比方法包括以下步驟:31)對半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)從0.1W-1W之間取10個或11個功率點，其功率點的選擇與 單點重復(fù)測試方法中功率點的選擇相同；32 )在單個功率點使用功率計測得非球面耦合透鏡(3 )的功率值；33)將相同功率點的非球面耦合透鏡(3)功率值與半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)功率值進行對 比；若，則認(rèn)定在此功率點非球面耦合透鏡(3)檢驗合格;若，則認(rèn)定非球面耦合透鏡(3)檢 驗不合格。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法，其特征在于:所述的光 纖測試方法包括以下步驟:41)對半導(dǎo)體發(fā)光二級管(1)從0.1W-1W之間取10個或11個功率點，分別進行功率判斷；42)功率判斷，在單個功率點使用功率計分別測三次功率值；43)判斷該功率點三次功率值之間是否有誤差；若不存在誤差，則表示光纖陶瓷插頭 (6)的接口點合格;若存在誤差，則更換光纖，重復(fù)測量，重復(fù)測量若不存在誤差，表示當(dāng)前 誤差為測量誤差，認(rèn)定光纖陶瓷插頭(6)的接口點合格，若仍存在誤差，認(rèn)定光纖陶瓷插頭 (6)的接口點不合格。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LD激光器組件的裝配及檢驗方法，其特征在于:所述的功 率計為高敏功率計。
【文檔編號】H01S5/02GK106019497SQ201610586102
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月22日
【發(fā)明人】夏焱
【申請人】合肥芯碁微電子裝備有限公司