專利名稱：半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用加熱控溫裝置，屬于半導(dǎo)體激光器器件可靠性參數(shù)測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體激光器器件的研究和制造過程中，需要對器件包括可靠性參數(shù)在內(nèi)的各項參數(shù)進(jìn)行測試，如標(biāo)示半導(dǎo)體激光器在正常工作條件下的工作壽命的參數(shù)特征溫度T0。測試這些參數(shù)通常需要對器件進(jìn)行加熱，并且，能夠?qū)⑵骷囟染_地控制在所選定的值上，或者，能夠準(zhǔn)確地顯示測試某一參數(shù)時器件的真實溫度，這樣才能準(zhǔn)確標(biāo)示器件的性能。在現(xiàn)有技術(shù)中，專利號為95107991.3的一件中國發(fā)明專利公開了一項稱為半導(dǎo)體激光器可靠性檢測分析方法及其裝置的技術(shù)方案。與本發(fā)明有關(guān)的是其裝置中的樣品箱部分。在樣品箱中設(shè)計有保溫箱，在保溫箱中設(shè)計有樣品架，其結(jié)構(gòu)及探測器件、被測器件的安放見圖1所示，探測器件即光電探測器1罩在被測器件即半導(dǎo)體激光器2上，以探測半導(dǎo)體激光器2的出光情況，從而確定其各種參數(shù)；半導(dǎo)體激光器2嵌在熱沉夾具3上，熱沉夾具3可以在一定程度上控制半導(dǎo)體激光器2的溫度漂移；熱沉夾具3固定在燕尾槽夾具4上，采用燕尾槽夾具4是為了能夠方便地安放、更換被測器件；燕尾槽夾具4隔著絕緣層5固定在樣品支座6上，絕緣層5使得半導(dǎo)體激光器2殼體與外界絕緣；樣品支座6下面就是加熱體7；在加熱體7中間穿有加熱棒8，內(nèi)熱式的加熱方式可以較為均勻地加熱；在加熱棒8下面的加熱體中插有溫度傳感器9。加熱棒8通過加熱體7、樣品支座6、絕緣層5、燕尾槽夾具4和熱沉夾具3，以傳導(dǎo)的方式給被測半導(dǎo)體激光器2加熱。根據(jù)溫度傳感器9給出的溫度信號控制加熱棒8的工作，從而將半導(dǎo)體激光器2控制在某一溫度值上。樣品架、探測器件和被測器件置于保溫箱內(nèi)的空氣中。而保溫箱內(nèi)的空氣同樣處于被加熱的境況中。

發(fā)明內(nèi)容
上述現(xiàn)有技術(shù)存在幾方面不足，主要有1、探測器件探測某一信號時，所對應(yīng)的溫度值不真實。這是因為，一是雖然溫度傳感器9與加熱體7成為一體，但是，它們遠(yuǎn)離被測器件，在它們與被測器件之間存在較大的溫度梯度，而其間的絕緣層5又是熱的不良導(dǎo)體，進(jìn)一步加大了這一梯度，而溫度傳感器9又位于加熱棒8的下面，它所表征的溫度進(jìn)一步偏離被測器件的真實溫度；二是即使將溫度傳感器9移至被測器件附近，由于加熱體7與被加熱的被測器件相隔較遠(yuǎn)，加熱慣性大，使得被測器件的溫度漂移不定。2、被測器件的溫度較控溫值要高。這是因為被測器件自身發(fā)熱，它的散熱還依靠保溫箱內(nèi)的空氣，而空氣是熱的不良導(dǎo)體，并且，該空氣本身又是熱空氣。3、由于空氣的熱容較小，它對穩(wěn)定樣品架溫度的作用也較小，保溫箱內(nèi)的溫度也就不穩(wěn)定，給測試帶來新的誤差。4、由于探測器件也位于保溫箱內(nèi)，也同樣被加熱，這就使得應(yīng)當(dāng)在恒定室溫下工作的探測器件處在非正常工作狀態(tài)下，影響了它的測試結(jié)果。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，我們發(fā)明了本發(fā)明之半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，見圖2所示，在封閉的保溫箱10內(nèi)填充導(dǎo)熱媒質(zhì)11，加熱棒12安放在保溫箱10內(nèi)一側(cè)下部，在加熱棒12的上方裝有控溫傳感器13，另外，在保溫箱10內(nèi)上部中心部位設(shè)置一個精密溫度探測器14，由保持架15將被測器件16的被加熱部分保持在精密溫度探測器14上方的導(dǎo)熱媒質(zhì)11中，保持架15中空，以導(dǎo)出被測器件16發(fā)出的激光束，安放在保溫箱10外部上方的光電探測器17對準(zhǔn)被導(dǎo)出的激光束實現(xiàn)光電探測。
本發(fā)明的效果在于，由于采用可流動的液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)11實現(xiàn)自加熱棒12到被測器件16的熱傳遞，通過導(dǎo)熱媒質(zhì)11的對流運動，基本上消除了在加熱棒12和被測器件16之間的溫度梯度。由于分別采用控溫傳感器13控制加熱棒12的工作，采用精密溫度探測器14顯示被測器件16的溫度，而控溫傳感器13又安置于熱量傳遞路徑的中間，精密溫度探測器14安放在被測器件16的附近，一方面實現(xiàn)了準(zhǔn)確測溫，一方面實現(xiàn)了及時控溫，不僅大幅度消除了測溫誤差，而且在很大程度上消除了加熱慣性。由于導(dǎo)熱媒質(zhì)11與空氣相比導(dǎo)熱性能好，而被測器件16的被加熱部分又浸泡在其中，可以實現(xiàn)被測器件16的良好散熱，也就是說被測器件16的溫度基本上與精密溫度探測器14附近的導(dǎo)熱媒質(zhì)11的溫度一致，所以精密溫度探測器14所探測到的溫度更為準(zhǔn)確。由于導(dǎo)熱媒質(zhì)11熱容大，保溫箱10內(nèi)溫度在某一溫度值上較為穩(wěn)定，從而不至于由于溫度波動而影響測試結(jié)果。由于光電探測器17安放在保溫箱10的外部，避免了因被一同加熱而處于非正常工作狀態(tài)，從而影響探測結(jié)果的情況發(fā)生。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)之裝置局部示意圖。圖2是本發(fā)明之裝置示意圖。
具體實施例方式
見圖2所示，在封閉的保溫箱10內(nèi)充滿導(dǎo)熱媒質(zhì)11，導(dǎo)熱媒質(zhì)11選用耐高溫、無腐蝕、導(dǎo)熱率高、熱容大的變壓器油。加熱棒12安放在保溫箱10內(nèi)右側(cè)下部，可同時安裝多根，如三根，以實現(xiàn)均勻、快速加熱。在加熱棒12的上方裝有控溫傳感器13，由其測得的溫度值與預(yù)設(shè)的溫度值共同控制加熱棒12的工作。在保溫箱10內(nèi)的導(dǎo)熱媒質(zhì)11的中央安置一個導(dǎo)流筒18，它的兩端與保溫箱10的前、后內(nèi)壁相抵，導(dǎo)流筒18的筒壁上均勻分布有若干小孔，導(dǎo)流筒18的作用是在保溫箱10內(nèi)形成一個環(huán)行空間19，使得導(dǎo)熱媒質(zhì)11在該環(huán)行空間19中對流；導(dǎo)流筒18的筒壁上均勻分布有若干小孔可以起到擾流的作用，通過產(chǎn)生一些湍流阻止導(dǎo)熱媒質(zhì)11在對流的過程中形成嚴(yán)格的層流，這種層流可導(dǎo)致保溫箱10內(nèi)的導(dǎo)熱媒質(zhì)11溫度不均。另外，在環(huán)行空間19加熱棒12與被測器件16之間，安放若干塊網(wǎng)狀穩(wěn)流板20，如三塊，它同樣起著擾流的作用。在保溫箱10內(nèi)上部中心部位設(shè)置一個精密溫度探測器14。由保持架15將被測器件16的被加熱部分保持在精密溫度探測器14上方的導(dǎo)熱媒質(zhì)11中。保持架15中空，用來導(dǎo)出被測器件16發(fā)出的激光束。安放在保溫箱10外部上方的光電探測器17對準(zhǔn)被導(dǎo)出的激光束實現(xiàn)光電探測。在保持架15與被測器件16之間由耐熱耐油、由橡膠制作的膠圈21實現(xiàn)密封，膠圈21的另一個作用是利用其彈性固定被測器件16，。由于光電探測器17與保持架15接觸，其溫度還會升高，為解決這一問題，一是在光電探測器17的外圍加裝隔熱層，二是在光電探測器17上方安裝致冷器22致冷，可選用半導(dǎo)體致冷方式。通過電極23為被測器件16提供測試電流。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，在保溫箱內(nèi)裝有加熱棒，被測器件也放置在保溫箱內(nèi)，用溫度傳感器探測被測器件溫度和控制箱內(nèi)溫度，用光電探測器件探測半導(dǎo)體激光器在不同溫度下的工作狀況，其特征在于，在封閉的保溫箱(10)內(nèi)充滿導(dǎo)熱媒質(zhì)(11)，加熱棒(12)安放在保溫箱(10)內(nèi)一側(cè)下部，在加熱棒(12)的上方裝有控溫傳感器(13)，另外，在保溫箱(10)內(nèi)上部中心部位設(shè)置一個精密溫度探測器(14)，由保持架(15)將被測器件(16)的被加熱部分保持在精密溫度探測器(14)上方的導(dǎo)熱媒質(zhì)(11)中，保持架(15)中空，以導(dǎo)出被測器件(16)發(fā)出的激光束，安放在保溫箱(10)外部上方的光電探測器(17)對準(zhǔn)被導(dǎo)出的激光束實現(xiàn)光電探測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，其特征在于，導(dǎo)熱媒質(zhì)(11)選用耐高溫、耐油、無腐蝕、導(dǎo)熱率高、熱容大的變壓器油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，其特征在于，可同時安裝多根加熱棒(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，其特征在于，在保溫箱(10)內(nèi)中央安置一個導(dǎo)流筒(18)，它的兩端與保溫箱(10)的前、后內(nèi)壁相抵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，其特征在于，在導(dǎo)流筒(18)的筒壁上均勻分布有若干小孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，其特征在于，在環(huán)行空間(19)加熱棒(12)與被測器件(16)之間，安放若干塊網(wǎng)狀穩(wěn)流板(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，其特征在于，在保持架(15)與被測器件(16)之間由膠圈(21)實現(xiàn)密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，其特征在于，在光電探測器(17)上方安裝致冷器(22)致冷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，其特征在于，可選用半導(dǎo)體致冷方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置，其特征在于，在光電探測器(17)的外圍加裝隔熱層。
全文摘要
半導(dǎo)體激光器參數(shù)測試用填充液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)控溫裝置屬于半導(dǎo)體激光器器件可靠性參數(shù)測試技術(shù)領(lǐng)域。相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)存在溫度梯度大、加熱慣性大等弊端，使得所確認(rèn)的被測器件溫度與實際溫度相差較大；又由于光電探測器件在保溫箱內(nèi)一同被加熱，從而使其處在非正常工作條件下，探測結(jié)果受到影響。本發(fā)明之裝置采用液態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)通過對流傳遞熱量，在加熱棒和被測器件之間安放控溫傳感器控溫，在被測器件附近安放精密溫度探測器測溫，將光電探測器件安裝在保溫箱外部。通過這些措施可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明可應(yīng)用于包括特征溫度在內(nèi)的半導(dǎo)體激光器各種參數(shù)的測試。
文檔編號H01L21/66GK1588716SQ200410074308
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者趙英杰, 張永明, 鐘景昌, 李梅, 趙宇斯, 郝永芹, 晏長嶺, 蘇偉, 李林, 姜曉光 申請人:長春理工大學(xué)