一种半导体激光器可靠性测试系统的制作方法

1.本发明涉及半导体激光器技术领域，更具体地说，涉及一种半导体激光器可靠性测试系统。


背景技术：

2.半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(gaas)、硫化镉(cds)、磷化铟(inp)、硫化锌(zns)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。随着我国半导体激光器的发展，对半导体激光器的可靠性要求越来越高。因此在生产过程中对半导体激光器的可靠性测试就很有必要。
3.其中关于半导体激光器在高低温的环境中工作的光功率稳定性的测试方法，一直是采用芯片筛选法和客户终端的送样检测为主，这样的检测周期长和成本高，还会出现很多不确定的影响因素，使得生产过程不能进行有效的管控，抽样方式会导致对大批量的半导体激光器测试不全面，唯一方式就是增加抽样基数，不但会使得半导体激光器的测试时长过长，且仍然无法解决测试不全面的问题，故而提出了一种半导体激光器可靠性测试系统，用以克服上述缺陷。


技术实现要素：

4.针对背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提供一种半导体激光器可靠性测试系统。
5.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
6.一种半导体激光器可靠性测试系统，包括：
7.传输设备，所述传输设备用于运输半导体激光器，完成流水式传动；
8.测试设备，所述测试设备横架于传输设备上，用于测试半导体激光器在不同温度环境下的工作可靠性；
9.固定架，所述固定架安装于传输设备上，用于安装固定半导体激光器；
10.供电装置，所述供电装置用于连接固定架上的半导体激光器的电源插口，为半导体激光器提供工作电流；
11.控制面板，所述控制面板用于接收测试设备的检测数据，并对检测数据进行整理计算，从而判断半导体激光器的可靠性；
12.提醒装置，受控制面板的控制，测试出现不合格半导体激光器时，工作提醒测试人员。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.所述测试设备分为低温测试单元、常温测试单元与高温测试单元，所述低温测试
单元、常温测试单元与高温测试单元均包含有光功率测试仪与电流检测仪，所述光功率测试仪与电流检测仪均与控制面板电性连接。
15.作为上述技术方案的进一步描述：
16.所述测试设备包含有三个测试箱，所述低温测试单元、常温测试单元与高温测试单元分别位于测试箱的内侧，两侧的所述测试箱的内侧均固定安装有隔板，所述测试箱的内侧通过隔板分割为检测区与两个缓冲区，所述检测区位于两个缓冲区之间，所述隔板上固定安装有制冷片，左侧测试箱内的制冷片制冷面朝下延伸至检测区内，右侧测试箱内的制冷片制冷面朝上，发热面延伸至检测区内，所述光功率测试仪安装于检测区的内部。
17.作为上述技术方案的进一步描述：
18.所述检测区与左侧的缓冲区相连通，所述隔板的顶部固定安装有收集罩，所述收集罩通过导管与右侧缓冲区的内部相连通，所述检测区与右侧缓冲区之间安装有隔温板，所述收集罩的背面开设有进风口。
19.作为上述技术方案的进一步描述：
20.所述供电装置包含有测试电源、三个电动推杆与三个电源插头，三个所述电动推杆分别固定安装于三个测试箱上，所述电动推杆位于测试箱内部的一端与电源插头固定连接，所述电源插头与测试电源之间通过导线电性连接，所述电动推杆与控制面板电性连接。
21.作为上述技术方案的进一步描述：
22.所述测试箱的内部固定安装有压力传感器，所述固定架的正面一体成型有弧形凸起，弧形凸起与压力传感器的接触位置和半导体激光器的电源插口与电源插头的对接位置相匹配。
23.作为上述技术方案的进一步描述：
24.所述控制面板包含有数据处理模块、对比模块、存储模块、数据接收模块与控制模块；所述数据处理模块用于处理光功率测试仪与电流检测仪的测试数据，并进行计算，根据压力传感器的压力数据判定固定架上的半导体激光器移动到位，控制电动推杆推动电源插头与半导体激光器的电源插口对接，并控制制冷片的工作温度；所述对比模块对比数据处理模块计算的测试数据结果与合格数据判断半导体激光器是否合格可靠，并将判断结构上传数据处理模块；所述存储模块包含有缓存单元与测试数据存储单元，缓存单元用于缓存三个光功率测试仪与三个电流检测仪的测试数据，并将每个半导体激光器的测试数据分组，测试数据存储单元用于保存每组半导体激光器的测试数据；所述数据接收模块用于接收光功率测试仪、电流检测仪与压力传感器的测试数据，并上传数据处理模块；所述控制模块用于接收数据处理模块的控制指令并控制制冷片、电动推杆与传输设备的工作。
25.作为上述技术方案的进一步描述：
26.所述提醒装置包含有显示模块与声光报警器，所述显示模块用于显示数据处理模块所处理的各项数据，所述声光报警器用于提醒测试人员出现不合格的半导体激光器。
27.相比于现有技术，本发明的优点在于：
28.本方案，通过将各个半导体激光器安装在传输设备上的固定架进行固定，然后经过传输运动经过测试设备，并利用供电装置对半导体激光器进行工作，利用测试设备模拟不同温度环境下半导体激光器的工作数据，并将数据上传至控制面板进行计算，判断各个半导体激光器的工作可靠性，而当出现判定不可靠的半导体激光器时，控制面板控制提醒
装置进行报警提醒，以便于测试人员及时筛选出不合格的半导体激光器，针对大批量的半导体激光器，能够形成流水线式测试，替代了船体的抽样测试方式，确保了整批半导体传感器的出厂质量，保证工业级的半导体激光器在使用过程中的可靠性与安全性，提高了对半导体激光器的检测效率并降低了测试成本。
29.本方案，通过检测区与左侧的缓冲区相连通能够让两个区间的温度接近，从而便于左侧缓冲区对半导体激光器进行与降温或预加热工作，利用制冷片的一面发热一面制冷的工作特性，在低温测试单元中，制冷片顶部发热所产生的热量经过收集罩进行收集，然后通过导管上抽风机将热风输送至右侧的缓冲区内部，当半导体激光器经过时，能够对半导体激光器进行加热升温，以便于进行下一步检测工作，反之同理，在高温测试单元中右侧的缓冲区能够对半导体激光器进行降温，便于对于测试完成的半导体激光器进行下料，充分的利用了低温测试单元与高温测试单元中的热量，相对于传统的检测方式更为节能环保，符合大批量测试的测试需求。
30.本方案，更为智能的接收各种检测数据，控制整个测试体统的运转，提高测试自动化程度，增加测试效率，并根据计算方式判断各个半导体激光器的使用可靠性，满足大批量半导体激光器的测试需求。
附图说明
31.图1为本发明的正视剖视结构示意图；
32.图2为本发明测试箱的俯视剖视结构示意图；
33.图3为本发明的原理示意图；
34.图4为本发明供电装置的工作原理示意图。
35.图中标号说明：
36.1、传输设备；2、测试设备；21、低温测试单元；22、常温测试单元；23、高温测试单元；24、光功率测试仪；25、电流检测仪；201、测试箱；202、隔板；203、检测区；204、缓冲区；205、制冷片；206、收集罩；207、隔温板；3、固定架；31、弧形凸起；4、供电装置；41、测试电源；42、电动推杆；43、电源插头；5、控制面板；51、数据处理模块；52、对比模块；53、存储模块；531、缓存单元；532、测试数据存储单元；54、控制模块；55、数据接收模块；6、提醒装置；61、显示模块；62、声光报警器；7、压力传感器。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；
38.请参阅图1～4，本发明中，一种半导体激光器可靠性测试系统，包括：
39.传输设备1，传输设备1用于运输半导体激光器，完成流水式传动；
40.测试设备2，测试设备2横架于传输设备1上，用于测试半导体激光器在不同温度环境下的工作可靠性；
41.固定架3，固定架3安装于传输设备1上，用于安装固定半导体激光器；
42.供电装置4，供电装置4用于连接固定架3上的半导体激光器的电源插口，为半导体激光器提供工作电流；
43.控制面板5，控制面板5用于接收测试设备2的检测数据，并对检测数据进行整理计算，从而判断半导体激光器的可靠性；
44.提醒装置6，受控制面板5的控制，测试出现不合格半导体激光器时，工作提醒测试人员。
45.本发明中，通过将各个半导体激光器安装在传输设备1上的固定架3进行固定，然后经过传输运动经过测试设备2，并利用供电装置4对半导体激光器进行工作，利用测试设备2模拟不同温度环境下半导体激光器的工作数据，并将数据上传至控制面板5进行计算，判断各个半导体激光器的工作可靠性，而当出现判定不可靠的半导体激光器时，控制面板5控制提醒装置6进行报警提醒，以便于测试人员及时筛选出不合格的半导体激光器，针对大批量的半导体激光器，能够形成流水线式测试，替代了船体的抽样测试方式，确保了整批半导体传感器的出厂质量，保证工业级的半导体激光器在使用过程中的可靠性与安全性，提高了对半导体激光器的检测效率并降低了测试成本；
46.其中控制面板5针对测试设备2的计算方式如下：在常温25℃下给激光器加一个工作电流使其工作在正常状态、测量出光功率、定义为r-po并记录，同时测试其当前的背光电流、定义为r-im并记录；在高温85℃下给激光器加一个工作电流使其工作在正常状态、测量背光电流、定义为h-im并记录，测量其当前的出光功率、定义为h-po并记录；在低温-40℃下给激光器加一个工作电流使其工作在正常状态、测量背光电流、定义为l-im并记录，测量其当前的出光功率、定义为l-po并记录；高温85℃下激光器的光功率变化te＝10log(h-po/r-po)
×
(r-im/h-im)；低温-40℃下激光器的光功率变化te＝10log(l-po/r-po)
×
(r-im/l-im)；合格判定标准为te≤1.5db。
47.请参阅图1～3，其中：测试设备2分为低温测试单元21、常温测试单元22与高温测试单元23，低温测试单元21、常温测试单元22与高温测试单元23均包含有光功率测试仪24与电流检测仪25，光功率测试仪24与电流检测仪25均与控制面板5电性连接。
48.本发明中，通过低温测试单元21、常温测试单元22与高温测试单元23让半导体激光器在-40℃、25℃与80℃的环境进行工作，并通过光功率测试仪24与电流检测仪25测试工作时的出光功率与背光电流，从而为判断该测试半导体激光器的可靠性判断提供数据支持。
49.请参阅图1～3，其中：测试设备2包含有三个测试箱201，低温测试单元21、常温测试单元22与高温测试单元23分别位于测试箱201的内侧，两侧的测试箱201的内侧均固定安装有隔板202，测试箱201的内侧通过隔板202分割为检测区203与两个缓冲区204，检测区203位于两个缓冲区204之间，隔板202上固定安装有制冷片205，左侧测试箱201内的制冷片205制冷面朝下延伸至检测区203内，右侧测试箱201内的制冷片205制冷面朝上，发热面延伸至检测区203内，光功率测试仪24安装于检测区203的内部。
50.本发明中，通过左侧的测试箱201内部为低温测试单元21，通过制冷片205对检测区203的内部进行降温，固定架3上的半导体激光器经过左侧的缓冲区204进行预降温，当进入检测区203让半导体激光器处于-40℃的低温环境，然后通过供电装置4为半导体激光器供电使其工作，并通过光功率测试仪24与电流检测仪25对半导体激光器的工作数据进行检测，当测试完成后，断开供电装置4与半导体激光器的连接，然后传输设备1继续传输，经过右侧的缓冲区204进行降温，反之同理，经过右侧的测试箱201内部为高温测试单元23，让半
导体激光器在85℃的高温环境进行工作测试，而经过中间测试箱201的常温测试单元22时，直接在常温的25℃环境下进行检测，满足在不同温度环境下半导体激光器的测试工作数据。
51.请参阅图1，其中：检测区203与左侧的缓冲区204相连通，隔板202的顶部固定安装有收集罩206，收集罩206通过导管与右侧缓冲区204的内部相连通，检测区203与右侧缓冲区204之间安装有隔温板207，收集罩206的背面开设有进风口。
52.本发明中，通过检测区203与左侧的缓冲区204相连通能够让两个区间的温度接近，从而便于左侧缓冲区204对半导体激光器进行与降温或预加热工作，利用制冷片205的一面发热一面制冷的工作特性，在低温测试单元21中，制冷片205顶部发热所产生的热量经过收集罩206进行收集，然后通过导管上抽风机将热风输送至右侧的缓冲区204内部，当半导体激光器经过时，能够对半导体激光器进行加热升温，以便于进行下一步检测工作，反之同理，在高温测试单元23中右侧的缓冲区能够对半导体激光器进行降温，便于对于测试完成的半导体激光器进行下料，充分的利用了低温测试单元21与高温测试单元23中的热量，相对于传统的检测方式更为节能环保，符合大批量测试的测试需求。
53.请参阅图1、2与4，其中：供电装置4包含有测试电源41、三个电动推杆42与三个电源插头43，三个电动推杆42分别固定安装于三个测试箱201上，电动推杆42位于测试箱201内部的一端与电源插头43固定连接，电源插头43与测试电源41之间通过导线电性连接，电动推杆42与控制面板5电性连接。
54.本发明中，通过电动推杆42工作，能够带动电动推杆42上的电源插头43与固定架3上半导体激光器的电源插口进行对接运动，从而方便测试电源41与半导体激光器的连接，为半导体激光器提供正常的工作电源，提高测试过程中的自动化程度，降低测试人员的工作量，提高测试效率。
55.请参阅图1、2与4，其中：测试箱201的内部固定安装有压力传感器7，固定架3的正面一体成型有弧形凸起31，弧形凸起31与压力传感器7的接触位置和半导体激光器的电源插口与电源插头43的对接位置相匹配。
56.本发明中，当固定架3上的弧形凸起31与压力传感器7的检测端接触后，压力达到规定数值后上传控制面板5，控制面板5控制传输设备1停止，并让供电装置4工作，以便于电源插口与电源插头43的对接工作。
57.请参阅图1～3，其中：控制面板5包含有数据处理模块51、对比模块52、存储模块53、数据接收模块55与控制模块54；数据处理模块51用于处理光功率测试仪24与电流检测仪25的测试数据，并进行计算，根据压力传感器7的压力数据判定固定架3上的半导体激光器移动到位，控制电动推杆42推动电源插头43与半导体激光器的电源插口对接，并控制制冷片205的工作温度；对比模块52对比数据处理模块51计算的测试数据结果与合格数据判断半导体激光器是否合格可靠，并将判断结构上传数据处理模块51；存储模块53包含有缓存单元531与测试数据存储单元532，缓存单元531用于缓存三个光功率测试仪24与三个电流检测仪25的测试数据，并将每个半导体激光器的测试数据分组，测试数据存储单元532用于保存每组半导体激光器的测试数据；数据接收模块55用于接收光功率测试仪24、电流检测仪25与压力传感器7的测试数据，并上传数据处理模块51；控制模块54用于接收数据处理模块51的控制指令并控制制冷片205、电动推杆42与传输设备1的工作。
58.本发明中，更为智能的接收各种检测数据，控制整个测试体统的运转，提高测试自动化程度，增加测试效率，并根据计算方式判断各个半导体激光器的使用可靠性，满足大批量半导体激光器的测试需求。
59.请参阅图1～3，其中：提醒装置6包含有显示模块61与声光报警器62，显示模块61用于显示数据处理模块51所处理的各项数据，声光报警器62用于提醒测试人员出现不合格的半导体激光器。
60.本发明中，显示模块61方便测试人员实时查看，以便于了解测试的实时数据，当出现不合格的半导体激光器时，通过声光报警器62工作进行提醒，方便及时筛选出不合格的半导体激光器。
61.工作原理：通过将各个半导体激光器安装在传输设备1上的固定架3进行固定，然后经过传输运动经过测试设备2，并利用供电装置4对半导体激光器进行工作，利用测试设备2模拟不同温度环境下半导体激光器的工作数据，并将数据上传至控制面板5进行计算，判断各个半导体激光器的工作可靠性，而当出现判定不可靠的半导体激光器时，控制面板5控制提醒装置6进行报警提醒，以便于测试人员及时筛选出不合格的半导体激光器，针对大批量的半导体激光器，能够形成流水线式测试，替代了船体的抽样测试方式，确保了整批半导体传感器的出厂质量，保证工业级的半导体激光器在使用过程中的可靠性与安全性，提高了对半导体激光器的检测效率并降低了测试成本。
62.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。