本發(fā)明涉及光電檢測的領(lǐng)域，尤其是涉及一種半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在光電類行業(yè)中，半導(dǎo)體激光器是一種重要且被大量使用的激光光源。在激光測距等領(lǐng)域，半導(dǎo)體激光器的性能直接關(guān)系到整機(jī)的最遠(yuǎn)測程和精度等關(guān)鍵性能。在批量生產(chǎn)過程中，對(duì)半導(dǎo)體激光器進(jìn)行批量的、快速的篩選和檢測，是保證整機(jī)高良品率的關(guān)鍵。在批量生產(chǎn)過程中具有重要的意義。

2、目前，對(duì)半導(dǎo)體激光器的檢測設(shè)備都采用逐個(gè)上料的方式，且依靠人工進(jìn)行，速度慢、效率低、穩(wěn)定性差、人工成本高，同時(shí)受環(huán)境光影響較大，不利于大批量快速生產(chǎn)。因此，有必要提供一種技術(shù)手段以解決上述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，解決以上現(xiàn)有技術(shù)中涉及的技術(shù)問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，包括以下模塊：安裝底座模塊，用于安裝各設(shè)備，以及將整個(gè)系統(tǒng)底座調(diào)平并穩(wěn)定，上料模塊部署在所述安裝底座模塊上；

3、上料模塊，包括上料倉，上料倉內(nèi)連接多個(gè)激光器，用于將半導(dǎo)體激光器依次傳送到檢測位置；

4、光束準(zhǔn)直模塊，用于對(duì)光束的快軸、慢軸進(jìn)行準(zhǔn)直，使半導(dǎo)體激光出射的垂直和水平方向的發(fā)散角小于到預(yù)設(shè)閾值角度以下；

5、方位調(diào)節(jié)模塊，與待測激光器對(duì)應(yīng)設(shè)置，用于以保障每個(gè)激光器接收到的激光的方向相同為原則，調(diào)節(jié)每個(gè)激光器的方向，通過半透半反鏡與全反鏡后入射至激光能量計(jì)、紅外攝像機(jī)與波長檢測計(jì)，從而對(duì)輸出特性進(jìn)行檢測；

6、比對(duì)分析模塊，用于將半導(dǎo)體激光器依次傳送到檢測位置，并與兩只參照用激光器進(jìn)行對(duì)比分析；

7、批量檢測模塊，用于獲取比對(duì)分析模塊的對(duì)比分析數(shù)據(jù)，分別對(duì)所有待測的激光器的光束質(zhì)量、輸出能量和波長特性進(jìn)行分析，輸出最終檢測結(jié)果。

8、優(yōu)選方案中，上料模塊還包括包括步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、限位開關(guān)、絲桿傳送器和皮帶傳送帶燈，用于將激光器批量上料倉的多個(gè)激光器依次傳送到預(yù)設(shè)檢測位置。

9、優(yōu)選方案中，方位調(diào)節(jié)模塊包括脈沖激光驅(qū)動(dòng)器，脈沖激光驅(qū)動(dòng)器與激光器電氣連接器、激光器俯仰調(diào)節(jié)器和方位調(diào)節(jié)器電連接；

10、其中，激光器電氣連接器用于安置半導(dǎo)體激光單管；

11、方位調(diào)節(jié)模塊設(shè)置在自適應(yīng)調(diào)節(jié)架上，自適應(yīng)調(diào)節(jié)架同向設(shè)有四個(gè)長度均可以調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)柱，由脈沖激光驅(qū)動(dòng)器統(tǒng)一控制；

12、各調(diào)節(jié)柱通過桿杠與承載軸相連，承載軸上設(shè)有一個(gè)定位桿，定位桿末端有鉸鏈，用以保證調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光單管的角度時(shí)，半導(dǎo)體激光單管上與光束相交的空間位置始終保持不變；

13、承載軸的通過下方的主支架與底座相連，底座可在滑軌上輕微移動(dòng)，數(shù)據(jù)通過控制線傳輸至脈沖激光驅(qū)動(dòng)器；底座上開有進(jìn)水口、出水口，用于維持半導(dǎo)體激光單管溫度穩(wěn)定。

14、優(yōu)選方案中，方位調(diào)節(jié)模塊中的紅外攝像機(jī)用于拍攝光學(xué)屏幕上的光斑，并將視頻通過usb電纜傳遞到批量檢測模塊，通過圖像處理方式檢測光斑能量分布，從而進(jìn)行檢測和篩選；

15、其中，波長檢測計(jì)用于檢測半導(dǎo)體激光器的波長，通過usb電纜連接批量檢測模塊；激光能量計(jì)能自動(dòng)檢測這支半導(dǎo)體激光器的能量，并通過rs232接口連接批量檢測模塊。

16、優(yōu)選方案中，光束準(zhǔn)直模塊中預(yù)設(shè)閾值角度為0.1度；

17、當(dāng)待測半導(dǎo)體激光器依次傳送到檢測位置時(shí)，激光器通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)發(fā)光，由半導(dǎo)體激光單管激射出的半導(dǎo)體激光光束出射后，分別用快軸準(zhǔn)直鏡和慢軸準(zhǔn)直鏡對(duì)光束的快軸、慢軸進(jìn)行準(zhǔn)直，以使兩個(gè)方向的發(fā)散角都小于預(yù)設(shè)閾值角度。

18、優(yōu)選方案中，比對(duì)分析模塊中兩只參照用半導(dǎo)體激光器一只處于發(fā)光狀態(tài)，光束依次經(jīng)過兩個(gè)反過率均為1%的半透半反鏡以及反射率為100%的全反鏡，反射的三道光束分別被紅外攝像機(jī)、波長檢測計(jì)與激光能量計(jì)及光電探頭接收；另一只處于未發(fā)光狀態(tài)，光束依次經(jīng)過反射率為100%的全反鏡被紅外攝像機(jī)接收；

19、紅外攝像機(jī)將兩只參照用的半導(dǎo)體激光器光斑疊加，用于消除環(huán)境光的影響，再與多個(gè)待檢測激光器進(jìn)行對(duì)比分析，收集到的待檢測激光器輸出特性與參照用誤差在預(yù)設(shè)參考范圍內(nèi)時(shí)，表示該激光器符合成品標(biāo)準(zhǔn)，否則為廢品。

20、優(yōu)選方案中，各個(gè)光學(xué)透鏡的中軸線都與光束的中軸線重合，且都鍍有對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體激光單元輸出波長的增透膜。

21、優(yōu)選方案中，除半導(dǎo)體激光器俯仰方位調(diào)節(jié)器外，其余光學(xué)元件都以最佳位置和角度固定；

22、所述最佳位置和角度具體為：利用指示用氦氖激光器進(jìn)行同光軸調(diào)節(jié)，將半透半反鏡、全反鏡、紅外攝像機(jī)、波長檢測計(jì)與和光電探頭調(diào)整至同一水平高度，用于確保光路準(zhǔn)確。

23、優(yōu)選方案中，還包括報(bào)警模塊，當(dāng)接收批量檢測模塊的檢測結(jié)果不為合格時(shí)，亮紅燈，并暫停機(jī)械控制系統(tǒng)，發(fā)出聲光報(bào)警。

24、優(yōu)選方案中，方位調(diào)節(jié)模塊還可根據(jù)輸出光束的能量特性參數(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)整半導(dǎo)體激光器俯仰方位調(diào)節(jié)器的角度，包括以下步驟：

25、步驟1：激光能量計(jì)接收待測半導(dǎo)體激光器的能量信號(hào)；

26、步驟2：半導(dǎo)體激光器俯仰方位調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)角度，同時(shí)激光能量計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測待測半導(dǎo)體激光器的能量信號(hào)；

27、步驟3：當(dāng)激光能量計(jì)接收到的待測半導(dǎo)體激光器的能量信號(hào)最大時(shí)，即為半導(dǎo)體激光器俯仰方位調(diào)節(jié)器的最佳角度。

28、本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，通過上料模塊直接部署在安裝底座模塊上，激光器通過上料模塊進(jìn)入系統(tǒng)，半導(dǎo)體激光器依次傳送到檢測位置，傳送到光束準(zhǔn)直模塊，對(duì)半導(dǎo)體激光器出射的光束進(jìn)行快軸和慢軸的準(zhǔn)直，以確保光束在垂直和水平方向的發(fā)散角均小于預(yù)設(shè)閾值角度。隨后，光束被引導(dǎo)至方位調(diào)節(jié)模塊，調(diào)節(jié)每個(gè)待測激光器的方向，確保每個(gè)激光器的光束方向一致，最終經(jīng)過比對(duì)分析與批量檢測模塊，輸出各激光器的性能檢測結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器性能的高效、準(zhǔn)確檢測，大大提高了檢測效率，確保了批量生產(chǎn)中激光器的質(zhì)量一致性，極大地降低了人力成本，提高了篩選效率。

29、通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得以下有益效果。

30、本發(fā)明提供的快速批量檢測系統(tǒng)，通過批量上料倉與自動(dòng)上料機(jī)，能夠一次性檢測超過50個(gè)激光器，極大地降低了人力成本，提高了篩選效率。本發(fā)明通過使用半透半反鏡與全反鏡，能夠一次性對(duì)半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量、輸出能量、波長特性進(jìn)行測試，將傳統(tǒng)檢測方案里的三個(gè)步驟結(jié)合為一個(gè)，降低了測試成本。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控輸出光束的能量、波長、線寬等特性參數(shù)，并通過上位機(jī)處理后實(shí)時(shí)調(diào)整半導(dǎo)體激光器俯仰方位調(diào)節(jié)器的角度，減少了人工調(diào)節(jié)光路的步驟，對(duì)與激光測距等領(lǐng)域的應(yīng)用有著非常重要的意義。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊：安裝底座模塊，用于安裝各設(shè)備，以及將整個(gè)系統(tǒng)底座調(diào)平并穩(wěn)定，上料模塊部署在所述安裝底座模塊上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于，上料模塊還包括包括步進(jìn)電機(jī)（6）、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（7）、限位開關(guān)（8）、絲桿傳送器（9）和皮帶傳送帶燈（10），用于將激光器批量上料倉（4）的多個(gè)激光器依次傳送到預(yù)設(shè)檢測位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于，方位調(diào)節(jié)模塊包括脈沖激光驅(qū)動(dòng)器（22），脈沖激光驅(qū)動(dòng)器（22）與激光器電氣連接器（23）、激光器俯仰調(diào)節(jié)器和方位調(diào)節(jié)器（5）電連接；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于，方位調(diào)節(jié)模塊中的紅外攝像機(jī)用于拍攝光學(xué)屏幕上的光斑，并將視頻通過usb電纜（19）傳遞到批量檢測模塊，通過圖像處理方式檢測光斑能量分布，從而進(jìn)行檢測和篩選；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于，光束準(zhǔn)直模塊中預(yù)設(shè)閾值角度為0.1度；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于，比對(duì)分析模塊中兩只參照用半導(dǎo)體激光器一只處于發(fā)光狀態(tài)，光束依次經(jīng)過兩個(gè)反過率均為1%的半透半反鏡（14）以及反射率為100%的全反鏡（15），反射的三道光束分別被紅外攝像機(jī)（16）、波長檢測計(jì)（17）與激光能量計(jì)及光電探頭（18）接收；另一只處于未發(fā)光狀態(tài)，光束依次經(jīng)過反射率為100%的全反鏡（15）被紅外攝像機(jī)（16）接收；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于,各個(gè)光學(xué)透鏡的中軸線都與光束的中軸線重合，且都鍍有對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體激光單元輸出波長的增透膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于，除半導(dǎo)體激光器俯仰方位調(diào)節(jié)器外，其余光學(xué)元件都以最佳位置和角度固定；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括報(bào)警模塊，當(dāng)接收批量檢測模塊的檢測結(jié)果不為合格時(shí)，亮紅燈，并暫停機(jī)械控制系統(tǒng)，發(fā)出聲光報(bào)警。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，其特征在于，方位調(diào)節(jié)模塊還可根據(jù)輸出光束的能量特性參數(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)整半導(dǎo)體激光器俯仰方位調(diào)節(jié)器的角度，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體激光器輸出特性的快速批量檢測系統(tǒng)，涉及光電檢測的技術(shù)領(lǐng)域。包括上料模塊直接部署在安裝底座模塊上，激光器通過上料模塊進(jìn)入系統(tǒng)，半導(dǎo)體激光器依次傳送到檢測位置，傳送到光束準(zhǔn)直模塊，對(duì)半導(dǎo)體激光器出射的光束進(jìn)行快軸和慢軸的準(zhǔn)直，以確保光束在垂直和水平方向的發(fā)散角均小于預(yù)設(shè)閾值角度。隨后，光束被引導(dǎo)至方位調(diào)節(jié)模塊，調(diào)節(jié)每個(gè)待測激光器的方向，確保每個(gè)激光器的光束方向一致，最終經(jīng)過比對(duì)分析與批量檢測模塊，輸出各激光器的性能檢測結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器性能的高效、準(zhǔn)確檢測，大大提高了檢測效率，確保了批量生產(chǎn)中激光器的質(zhì)量一致性，極大地降低了人力成本，提高了篩選效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王平,衛(wèi)平,程育奇,原卓然
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華鐳（武漢）激光技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8