一种激光器芯片波长及功率两用测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及激光器芯片测试设备技术领域，尤其涉及一种激光器芯片波长及功率两用测试装置。


背景技术：

2.半导体激光器是用半导体材料为工作物质的激光器，具有体积小寿命长的特点，在室温下可长时间连续稳定工作，光束质量高。不同波长的半导体激光器广泛应用于激光通信、光存储、雷达测距、材料分析或者生物检测等领域。
3.对半导体激光器芯片进行性能参数测试，是判断芯片是否稳定可靠的重要步骤。现有的半导体激光器的波长检测与功率检测是单独进行的，通常需要对激光器芯片进行两次装夹，导致检测的效率不高。因此，开发一种能简化检测步骤，能够适用波长检测或者功率检测的场合，提高检测效率，是很有必要的。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提出了一种可优化流程、减少浪费、在一套设备上实现波长与功率两种不同检测内容的的激光器芯片波长及功率两用测试装置。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种激光器芯片波长及功率两用测试装置，包括测试芯片、底座(1)和支撑平台(2)，底座(1)相对于地面固定设置；支撑平台(2)固定设置在底座(1)远离地面的端面上；测试芯片放置在支撑平台(2)远离地面的一端方向，测试芯片上间隔设置的有两电极；还包括上电单元(3)、滑台(4)、耦合单元(5)和功率计量单元(6)；
6.上电单元(3)固定设置在底座(1)上，并向着远离地面的方向向上延伸，上电单元(3)远离地面的一端还分别与测试芯片的两个电极电性连接；
7.测试芯片的侧表面设置有出光口；滑台(4)设置在测试芯片出光口所在方向的底座(1)上并与底座(1)固定连接；
8.耦合单元(5)和功率计量单元(6)均设置在滑台(4)上；且耦合单元(5)或者功率计量单元(6)与滑台(4)滑动连接，耦合单元(5)或者功率计量单元(6)可沿着滑台(4)的水平延伸方向移动，并使耦合单元(5)的检测部或者功率计量单元(6)的检测部正对测试芯片出光口。
9.在以上技术方案的基础上，优选的，所述支撑平台(2)包括立柱(21)、半导体制冷片(22)、热沉(23)、散热部件(24)和绝缘部件(25)；立柱(21)的一端与底座(1)固定连接，立柱(21)的另一端沿着远离底座(1)的方向竖直方向朝外延伸；立柱(21)远离底座(1)的一端设置有散热部件(24)，散热部件(24)为环形，散热部件(24)环绕立柱(21)设置；散热部件(24)远离底座(1)的一端设置有绝缘部件(25)，绝缘部件(25)的一端与散热部件(24)的端面固定连接，绝缘部件(25)的另一端朝着远离立柱(21)的方向向外延伸；绝缘部件(25)向外延伸方向的侧表面开设有水平设置的放置部(251)以及嵌槽(252)，该嵌槽(252)沿着绝
缘部件(25)的径向方向朝绝缘部件(25)的中心轴方向延伸；嵌槽(252)内设置有热沉(23)和半导体制冷片(22)；嵌槽(252)靠近立柱(21)的一侧设置有热沉(23)，热沉(23)与散热部件(24)相抵持，嵌槽(252)远离立柱(21)的一侧设置有半导体制冷片(22)；半导体制冷片(22)的热端与热沉(23)固定连接；半导体制冷片(22)的冷端表面与绝缘部件(25)的放置部(251)的水平方向延伸的表面平齐。
10.优选的，所述嵌槽(252)内还设置有导热块(253)；导热块(253)设置在热沉(23)与散热部件(24)之间的嵌槽(252)内；导热块(253)的一端与热沉(23)相抵持，导热块(253)的另一端与散热部件(24)相抵持，且导热块(253)与散热部件(24)抵持的端部的接触面积大于导热块(253)与热沉(23)抵持的端部的接触面积；导热块(253)、热沉(23)和散热部件(24)均由金属材料制成。
11.优选的，所述上电单元(3)包括垫块(31)、第一调整单元(32)、第一悬臂(33)和两探针(34)；垫块(31)与底座(1)固定连接，垫块(31)的另一端远离底座(1)设置；第一调整单元(32)设置在垫块(31)远离底座(1)的一端；第一调整单元(32)远离底座(1)的一端设置有第一悬臂(33)，第一悬臂(33)的一端与第一调整单元(32)固定连接，第一悬臂(33)的另一端朝着绝缘部件(25)的放置部(251)方向水平延伸；第一悬臂(33)远离第一调整单元(32)的端部设置有两探针(34)，两探针(34)间隔设置，探针(34)朝着热沉(23)所在位置竖直向下延伸；探针(34)与放置在热沉(23)上的测试芯片的两电极一一对应电性连接；第一调整单元(32)调节第一悬臂(33)和两探针(34)相对于支撑平台(2)的当前位置。
12.进一步优选的，所述两探针(34)均包括中空的筒体(341)、针头(342)和弹性复位件(343)；筒体(341)与第一悬臂(33)远离第一调整单元(32)的端部固定连接，筒体(341)沿着铅垂方向延伸且筒体(341)朝向底座(1)的一侧设置有开口，筒体(341)内部非开口的内壁上设置有弹性复位件(343)，筒体(341)开口的一端嵌设有针头(342)，针头(342)的两端分别朝向筒体(341)内部和底座(1)方向延伸，针头(342)与筒体(341)滑动连接；针头(342)伸入筒体(341)的一端还与弹性复位件(343)固定连接。
13.进一步优选的，所述滑台(4)具有活动端(40)，活动端(40)可沿着滑台(4)的水平延伸方向滑动；滑台(4)延伸方向的一端固定设置有第二调整单元(41)，第二调整单元(41)远离地面的端面设置有耦合单元(5)，活动端(40)延伸方向的另一端设置有功率计量单元(6)；活动端(40)或者第二调整单元(41)调节耦合单元(5)的检测部的当前位置；活动端(40)还调节功率计量单元(6)的水平位置。
14.更进一步优选的，所述耦合单元(5)包括第二悬臂(51)、耦合透镜(52)和光纤(53)，第二悬臂(51)的一端固定设置在第二调整单元(41)远离底座(1)的一端，第二悬臂(51)的另一端朝着远离第二调整单元(41)的方向水平延伸，且该端部设置有一卡槽(54)，卡槽(54)内嵌设有耦合透镜(52)，耦合透镜(52)的一端朝向测试芯片的出光口方向，耦合透镜(52)的另一端与光纤(53)连接；功率计量单元(6)为光电二极管功率探头s145c。
15.再进一步优选的，所述耦合单元(5)的中心轴与支撑平台(2)的立柱(21)的中心轴正交设置。
16.更进一步优选的，所述第一调整单元(32)与第二调整单元(41)均为上海华赋信息科技有限公司的六轴六维调整架hm6。
17.本实用新型提供的一种激光器芯片波长及功率两用测试装置，相对于现有技术具
有以下有益效果：
18.(1)本实用新型通过支撑平台对待测激光器芯片进行可靠放置和温度调节，使其工作在稳定的温度范围，通过可调节的上电单元使得待测激光器芯片进入稳定的工作状态；由可移动的耦合单元或者功率计量单元分别对芯片进行测试，减少重复装夹的工序浪费，提高检测效率和检测结果的准确性；
19.(2)支撑平台通过对待测激光器芯片的温度进行更精确的限定，通过导热块增大与散热部件的接触面积，使其工作在稳定的工作状态，保证输出功率和波长测量准确；
20.(3)第一调整单元调整第一悬臂和两探针的当前位置，使其能顺利为待测芯片供电；
21.(4)可切换位置的耦合单元或者功率计量单元，能在设备便捷切换不同的检测功能。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型一种激光器芯片波长及功率两用测试装置的立体图；
24.图2为本实用新型一种激光器芯片波长及功率两用测试装置的前视图；
25.图3为本实用新型一种激光器芯片波长及功率两用测试装置的支撑平台的立体图；
26.图4为本实用新型一种激光器芯片波长及功率两用测试装置的支撑平台的半剖前视图；
27.图5为本实用新型一种激光器芯片波长及功率两用测试装置的上电单元的立体图；
28.图6为本实用新型一种激光器芯片波长及功率两用测试装置的上电单元的前视图；
29.图7为图6中a部的局部放大半剖前视图；
30.图8为本实用新型一种激光器芯片波长及功率两用测试装置的滑台与耦合单元、功率计量单元的组合状态立体图。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
32.如图1—图2所示，本实用新型提供了一种激光器芯片波长及功率两用测试装置，包括测试芯片、底座1、支撑平台2、上电单元3、滑台4、耦合单元5和功率计量单元6等；
33.底座1相对于地面固定设置；支撑平台2固定设置在底座1远离地面的端面上；测试
芯片放置在支撑平台2远离地面的一端方向，测试芯片上间隔设置的有两电极；底座1是其他单元或者组件的安装基础，提供支撑的平面，底座1上设置有若干贯通的螺纹孔。
34.上电单元3固定设置在底座1上，并向着远离地面的方向向上延伸，上电单元3远离地面的一端还分别与测试芯片的两个电极电性连接；上电单元3用于对测试芯片供电，并压紧测试芯片的当前位置，防止其偏移。
35.测试芯片的侧表面设置有出光口；滑台4设置在测试芯片出光口所在方向的底座1上并与底座1固定连接；滑台4使耦合单元5和功率计量单元6能够在滑台4水平延伸方向移动。
36.耦合单元5和功率计量单元6均设置在滑台4上；且耦合单元5或者功率计量单元6与滑台4滑动连接，耦合单元5或者功率计量单元6可沿着滑台4的水平延伸方向移动，并使耦合单元5的检测部或者功率计量单元6的检测部正对测试芯片出光口。通过可切换位置的耦合单元5和功率计量单元6，可方便的实现不同检测功能的切换，无需装夹两次。
37.为了保证测试芯片处于稳定的工作温度下，本方案提供了支撑平台对测试芯片进行放置和散热。如图3和4所示，支撑平台2包括立柱21、半导体制冷片22、热沉23、散热部件24和绝缘部件25；立柱21的一端与底座1固定连接，立柱21的另一端沿着远离底座1的方向竖直方向朝外延伸；立柱21远离底座1的一端设置有散热部件24，散热部件24为环形，散热部件24环绕立柱21设置；散热部件24远离底座1的一端设置有绝缘部件25，绝缘部件25的一端与散热部件24的端面固定连接，绝缘部件25的另一端朝着远离立柱21的方向向外延伸；绝缘部件25向外延伸方向的侧表面开设有水平设置的放置部251以及嵌槽252，该嵌槽252沿着绝缘部件25的径向方向并朝绝缘部件25的中心轴方向延伸；嵌槽252内设置有热沉23和半导体制冷片22；嵌槽252靠近立柱21的一侧设置有热沉23，热沉23与散热部件24相抵持，嵌槽252远离立柱21的一侧设置有半导体制冷片22；半导体制冷片22的热端与热沉23固定连接；半导体制冷片22的冷端表面与绝缘部件25的放置部251的水平方向延伸的表面平齐。由图可知，放置部251是沿着绝缘部件25的虚拟横截面的弦长方向水平贯通而成，其具有一个水平端面；嵌槽252的延伸方向与放置部251的延伸方向正交设置，而且嵌槽252将放置部251的水平端面截断，形成一缺口，该缺口用于容纳热沉23和半导体制冷片22。半导体制冷片22又称tec，通电时，一端制冷，一端放热，可以进行降温或者加热功能。热沉23具有较好的导热能力，将测试芯片的热量传递给散热部件24。
38.进一步改进的，嵌槽252内还设置有导热块253；导热块253设置在热沉23与散热部件24之间的嵌槽252内；导热块253的一端与热沉23相抵持，导热块253的另一端与散热部件24相抵持，且导热块253与散热部件24抵持的端部的接触面积大于导热块253与热沉23抵持的端部的接触面积；导热块253、热沉23和散热部件24均由金属材料制成。导热块253能进一步增大热沉23的换热面积。
39.如图5和图6所示，上电单元3包括垫块31、第一调整单元32、第一悬臂33和两探针34；垫块31与底座1固定连接，垫块31的另一端远离底座1设置；第一调整单元32设置在垫块31远离底座1的一端；第一调整单元32远离底座1的一端设置有第一悬臂33，第一悬臂33的一端与第一调整单元32固定连接，第一悬臂33的另一端朝着绝缘部件25的放置部251方向水平延伸；第一悬臂33远离第一调整单元32的端部设置有两探针34，两探针34间隔设置，探针34朝着热沉23所在位置竖直向下延伸；探针34与放置在热沉23上的测试芯片的两电极一
一对应电性连接；第一调整单元32调节第一悬臂33和两探针34相对于支撑平台2的当前位置。两探针34还与电源连接，图中未展示电源，上电后，测试芯片的出光口发出激光。
40.如图7所示，为防止探针34压坏引脚或者测试芯片；两探针34均包括中空的筒体341、针头342和弹性复位件343；筒体341与第一悬臂33远离第一调整单元32的端部固定连接，筒体341沿着铅垂方向延伸且筒体341朝向底座1的一侧设置有开口，筒体341内部非开口的内壁上设置有弹性复位件343，筒体341开口的一端嵌设有针头342，针头342的两端分别朝向筒体341内部和底座1方向延伸，针头342与筒体341滑动连接；针头342伸入筒体341的一端还与弹性复位件343固定连接。弹性复位件343可以采用弹簧或者类似的弹性阻尼材料，防止探针34压伤引脚或者芯片。
41.如图1结合图8所示，滑台4具有活动端40，活动端40可沿着滑台4的水平延伸方向滑动；滑台4延伸方向的一端固定设置有第二调整单元41，第二调整单元41远离地面的端面设置有耦合单元5，活动端40延伸方向的另一端设置有功率计量单元6；活动端40或者第二调整单元41调节耦合单元5的检测部的当前位置；活动端40还调节功率计量单元6的水平位置。第二调整单元41可在三个轴向方向平移或者旋转，从而改变耦合单元5的位置。
42.具体的，耦合单元5包括第二悬臂51、耦合透镜525、光纤53以及光谱仪，图中光谱仪未画出。第二悬臂51的一端固定设置在第二调整单元41远离底座1的一端，第二悬臂51的另一端朝着远离第二调整单元41的方向水平延伸，且该端部设置有一卡槽54，卡槽54内嵌设有耦合透镜52，耦合透镜52的一端朝向测试芯片的出光口方向，耦合透镜52的另一端与光纤53连接，光纤53还与光谱仪连接，当测试芯片的出光口发出激光时，耦合透镜52移动到正对测试芯片的出光口位置时，使得该激光耦合进入光纤53内送入光谱仪，进一步检测激光的波长；功率计量单元6为光电二极管功率探头s145c，当功率计量单元6水平移动到正对测试芯片的出光口位置时，激光进入功率计量单元6内进行功率测量。切换过程非常方便。
43.为了减小调节的工作量，可优选的将耦合单元5的中心轴与支撑平台2的立柱21的中心轴正交设置。
44.本实用新型的方案中：第一调整单元32与第二调整单元41均为上海华赋信息科技有限公司的六轴六维调整架hm6。
45.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。