随着半导体激光器的制作工艺的完善和成本的降低,半导体激光器已被广泛应用于光纤通信、测量技术、激光测距、微细加工、激光雷达成像、医疗、生物工程等技术领域,在这些领域中,使用者对半导体激光器的各项性能指标越来越加关注。目前市场上的能够测量半导体激光器的特性参数的仪器种类很多,但从测量种类、测量精度上有所不同,此类产品中,国外产品占多数,测量精度相对较高,但价格昂贵,只有专业厂家肯花钱配备此类产品,而对于一般用户,则由于价格太高而较难推广,因此这些限制了人们对半导体激光器的进一步认识,因此如何开发出既使用方便,又能较准确测量半导体参数的设备,具有重大意义。 半导体激光器的一般特性包括阈值特性、光谱性质、光强分布、输出功率和转换效率、激光器的温升和热阻等。 目前对半导体激光器常见性能参数的测量,国内的测量方法,有的采用独立测试的手段,有的采用中科院半导体所的自动测试系统,这些系统测量精度较高,但系统庞大,操作复杂,测量周期长,使用价格昂贵,而且由于测量周期长,容易对器件造成损伤。目前国外的此种测量仪器,大多外形小巧简洁,携带方便,且仪器所能测量的半导体激光器的种类较多,测量精度高、操作简单,测量周期短,不易损伤器件,但是此类仪器却价格昂贵,很多公司和研究结构只得望洋兴叹。因此现在市场上的此类测量仪器很难推广其使用,这样便严重限制了人们对半导体激光器的研究和开发应用。 针对这样的市场情形,我们以较低的成本研制了半导体激光器特性参数测量装置,它能够方便、准确地测量激光器的这些重要参数,并根据测得的电压—电流特性曲线和光功率—电流特性曲线对器件的质量和性能作出评价。半导体激光器是一种阈值器件,当注入电流低于阈值时,输出光功率很小(荧光输出);当电流达到阈值以上时,输出光功率迅速增大(激光输出);LD的工作电流不能超过额定电流。在使用半导体激光器时,它的工作电流一定要大于阈值电流才能输出激光;同时工作电流也应小于额定电流,否则容易烧坏激光器。 本系统首先完成了对几种典型半导体激光器的特性参数的测量,包括伏安特性,功率—电流特性等,该测量系统由以单片机为核心的输入输出电路组成,系统工作时,半导体激光器在恒流源驱动下,通过调节电路参数,使激光器工作在不同的工作点上,然后将各工作点的电压值通过A/D采样和转换后送入单片机,经过处理后的数据显示在液晶上。 由于开发时间较短,我们没有来得及作上位机的程序,但在测量装置上留有通讯串口,以备将来扩展之用。下位机的测量软件采用C语言编程实现,程序中对光功率值的获得采取多次采样求平均值的方法,功率、管压降、驱动电流等数值都实时显示在测量系统的液晶屏上,数据处理采用曲线拟合的办法,用数学工具MATLAB6.5完成拟合和曲线作图,最终描出光滑的特性曲线,使对半导体激光器的特性一目了然,进而判断出激光器的性能情况。 我们测量激光器的参数,目的是更好的使用它,因此,我们设计的测量装置不仅能够对激光器的参数进行测量,同时还可以把激光器作为应用产品来应用。光纤通信是对激光器的最有代表性的应用,因此我们就以此为背景,同时