專利名稱：一種qcw半導體激光器老化壽命測試系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于激光技術領域，具體涉及的是一種 QCW半導體激光器老化壽命測試系統。
背景技術：
半導體激光器由于體積小、重量輕、電光效率高等優點，在醫療軍事等領域得到越來越廣泛的應用。半導體激光器在出廠之前都要進行老化和壽命測試，通過老化壽命試驗，可以研究半導體激光器的失效機制和可靠性，為改進半導體激光器的加工工藝提供依據。在壽命測試過程中，需要對激光器的電壓、電流、功率以及溫度等參數進行監控，由于壽命測試周期長，一次實驗通常需要半年到一年，因此為了滿足工程需要，要求一臺設備能同時老化測試多臺和不同類型的激光器，且在激光器測試過程中，要求設備不能出現任何故障從而導致半年乃至一年的實驗 失效，因此老化壽命測試系統必須有高可靠性和低失效率。多臺激光器長時間工作需要采集傳輸的數據量巨大，也對系統軟硬件提出了更高的要求。目前國內外多家機構對半導體激光器老化壽命系統進行了研究，但功率一般較低，通道數有限，且主要是針對CW連續電流波的老化和壽命測試。如Newport公司的53540-1通道數達到256個，但最大只能提供1.5A的連續波電流。無法滿足QCW脈沖模式的電流老化壽命測試需求。而且可用于做測試的半導體激光器封裝類型單一，缺乏靈活性。國內開發的一些壽命測試系統多采用手動方式，由于測試人員的差別，無形中增加較多測量的不確定性，對于半導體激光器的生產和研發都極為不利。而且手動測試缺乏保護機制(包括對半導體激光器和測試人員的保護)。在壽命測試過程中可能產生事故導致激光器意外失效，損失會極為嚴重。而半導體激光器的測試是高危作業，激光如果不小心照射在人員上，會對人員造成意想不到的傷害。對于通道數有限的問題，業界一般采用搭建更多數量和不同類型的壽命測試平臺，但這種方法增加了控制臺的數量，不利于統一管理，或者采用構建網絡的方式也會增加系統構建和軟件編程的復雜性，加大系統失效風險。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種QCW半導體激光器老化壽命測試系統，能在同一個老化壽命測試系統上融合更多的通道數和封裝種類，并提供激光器保護機制，能滿足半導體激光器高效安全測量的要求。為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現:
一種QCW半導體激光器老化壽命測試系統，包括服務器，所述服務器通過TCP/IP1000M以太網連接工業控制模塊，所述工業控制模塊通過LVDS低壓差分接口連接10-100個激光器控制系統模塊，所述激光器控制系統模塊連接散熱系統，所述激光器控制系統模塊包括電流驅動模塊，所述電流驅動模塊連接激光器夾具和系統控制及數據采集模塊。進一步的，所述系統控制及數據采集模塊的四角安裝有電路板安裝孔，左側安裝有LVDS接口，下端依次安裝有QCW電源驅動串行控制接口、8位撥碼開關、溫度采集控制接口，上端設置有電壓功率信號傳輸排線，中間設置有微處理器，通過所述8位撥碼開關的狀態設置模塊的地址，所述溫度采集控制接口實現對多路溫度的測量和控制，所述電壓功率信號傳輸排線將激光器兩端電壓差和功率轉換后的電壓信號引出到所述激光器夾具的光電轉換電路板，所述溫度采集控制接口測量所述激光器正下方銅基的溫度。進一步的，所述激光器夾具上設置有用于安裝半導體激光器的銅基、積分球陣列、復位開關和光電轉換電路板，所述復位開關連接控制電路板，所述積分球陣列上均勻地設置有10個積分球，所述銅基上均勻地以電流串聯的方式安裝有激光器，所述激光器發出的光射入所述積分球內，所述銅基和所述積分球陣列通過循環水進行冷卻。本發明的有益效果是:
本發明適用于要求通道數量多、封裝類型靈活多樣的QCW半導體激光器做壽命測試下的參數監測方法及其設備，可以實現同時對2000臺以上不同類型的半導體激光器做老化壽命測試。
圖1系統結構示意 圖2為激光器控制系統示意 圖3為系統控制及數據采集模塊的結構示意圖
圖中標號說明:1、服務器，2、工業控制模塊，3、激光器控制系統模塊，4、電流驅動模塊，5、激光器夾具，6、系統控制及數據采集模塊，7、散熱系統，8、積分球陣列，9、激光器電源，
10、電路板，11、鋁板，12、光電探測器，13、微處理器，14、溫度測量點，15、銅基，16、激光器，17、光，18、加熱棒，19、循環水冷卻管道，20、功率轉換電路板，21、積分球，22、電路板安裝孔，23、8位撥碼開關，24、溫度采集控制接口，25、QCW電源驅動串行控制接口，26、LVDS接口，27、電壓功率信號傳輸排線。
具體實施例方式下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明。參照圖1、圖2、圖3所示，一種QCW半導體激光器老化壽命測試系統，包括服務器1，所述服務器I通過TCP/IP1000M以太網連接工業控制模塊2，所述工業控制模塊2通過LVDS低壓差分接口連接10-100個激光器控制系統模塊3，所述激光器控制系統模塊3連接散熱系統7，所述激光器控制系統模塊3包括電流驅動模塊4，所述電流驅動模塊4連接激光器夾具5和系統控制及數據采集模塊6。進一步的，所述系統控制及數據采集模塊6的四角安裝有電路板安裝孔22，左側安裝有LVDS接口 26，下端依次安裝有QCW電源驅動串行控制接口 25、8位撥碼開關23、溫度采集控制接口 24，上端設置有電壓功率信號傳輸排線27，中間設置有微處理器13。所述系統控制及數據采集模塊6的工作原理:
通過所述8位撥碼開關23的狀態設置模塊的地址，所述溫度采集控制接口 24實現對銅基15的溫度的測量和控制；所述電壓功率信號傳輸排線27將激光器16兩端電壓差和功率轉換后的電壓信號弓I出到所述激光器夾具5的光電轉換電路板；所述LVDS低壓差分接口26具有較強的帶載能力和IOOOMbps級傳輸速度，帶載能力確保可以在總線上掛載多個模塊，并通過模塊地址識別，高速傳輸能力保證海量數據的實時傳輸存儲；所述微處理器13內部程序不斷監測LVDS總線上的數據包并解析，比對數據包中的地址與本地模塊地址,如果監測到主機需要與本地通信，建立連接，根據解析后的命令要求采集并傳輸相應數據包，所述微處理器13固件程序在實時監測溫度和電流等參數，超過設定范圍值時，關斷電流并報警指示。進一步的，所述激光器夾具5上設置有用于安裝半導體激光器的銅基15、積分球陣列8、復位開關和光電轉換電路板，所述復位開關連接控制電路板，所述積分球陣列8上均勻地設置有10個積分球21，所述銅基15上均勻地以電流串聯的方式安裝有激光器16，所述激光器16發出的光射入所述積分球21內，積分球陣列上的每個積分球底部開有小孔，光通過小孔再經過濾光片照射到光電探測器上，，所述銅基15和所述積分球陣列8通過循環水進行冷卻。進一步的，所述電流驅動模塊4最大電300A，最大電壓280V，最高工作頻率1KHZ，最大電流脈寬5000uS。進一步的，所述激光器控制系統模塊3可獨立實現對10個半導體激光器在老化壽命期間的溫度電流控制，處理異常事故，以及實現對激光器保護。實施例1
如圖2所示，激光器16均勻安裝在銅基15上，銅基15上有三路溫度測量點14，通過熱電偶或熱電阻測量激光器正下方溫度，加熱棒18和循環水冷卻管道19相互配合用于溫度控制。10路激光器16米用串聯方式,通過激光器電源9驅動。激光器發射的光3垂直射入積分球陣列8中相應的積分球21中進行衰減，衰減后的光通過積分球21上的小孔垂直照射到光電探測器12上，光電探測器12焊接在功率轉換電路板20上，電路板通過銅柱固定在所述積分球陣列8上 。轉換后的功率電壓信號和激光器兩端電壓通過排線連接到系統控制及采集電路板10上，電路板10通過銅柱固定在鋁板11上，鋁板沿箭頭方向用螺母緊固安裝在機架上。
權利要求
1.一種QCW半導體激光器老化壽命測試系統，其特征在于:包括服務器(I )，所述服務器(I)通過TCP/IP1000M以太網連接工業控制模塊(2)，所述工業控制模塊(2)通過LVDS低壓差分接口連接10-100個激光器控制系統模塊(3 )，所述激光器控制系統模塊(3 )連接散熱系統(7 )，所述激光器控制系統模塊(3 )包括電流驅動模塊(4 )，所述電流驅動模塊(4 )連接激光器夾具(5 )和系統控制及數據采集模塊(6 )。
2.根據權利要求1所述的QCW半導體激光器老化壽命測試系統，其特征在于:所述系統控制及數據采集模塊(6 )的四角安裝有電路板安裝孔(22 )，左側安裝有LVDS接口( 26 )，下端依次安裝有QCW電源驅動串行控制接口(25)、8位撥碼開關(23)、溫度采集控制接口(24)，上端設置有電壓功率信號傳輸排線(27)，中間設置有微處理器(13)，通過所述8位撥碼開關(23)的狀態設置模塊的地址，所述溫度采集控制接口(24)實現對多路溫度的測量和控制，所述電壓功率信號傳輸排線(27)將激光器(16)兩端電壓差和功率轉換后的電壓信號引出到所述激光器夾具(5 )上安裝的光電轉換電路板，所述溫度采集控制接口( 24 )測量所述激光器(16)正下方銅基(15)的溫度。
3.根據權利要求1所述的QCW半導體激光器老化壽命測試系統，其特征在于:所述激光器夾具(5)上設置有用于安裝半導體激光器的銅基(15)、積分球陣列(8)、復位開關和光電轉換電路板，所述復位開關連接控制電路板，所述積分球陣列(8)上均勻地設置有10個積分球(21)，所 述銅基(15)上均勻地以電流串聯的方式安裝有激光器(16)，所述激光器(16)發出的光射入所述積分球(21)內，所述銅基(15)和所述積分球陣列(8)通過循環水進行冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種QCW半導體激光器老化壽命測試系統，包括服務器，所述服務器通過TCP/IP1000M以太網連接工業控制模塊，所述工業控制模塊通過LVDS低壓差分接口連接n個激光器控制系統模塊，所述激光器控制系統模塊連接散熱系統，所述激光器控制系統模塊包括電流驅動模塊，所述電流驅動模塊連接激光器夾具和系統控制及數據采集模塊。本發明適用于要求通道數量多、封裝類型靈活多樣的QCW半導體激光器做壽命測試下的參數監測方法及其設備，可以實現同時對2000臺以上不同類型的半導體激光器做老化壽命測試。
文檔編號G05B19/042GK103245486SQ20131015112
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月26日 優先權日2013年4月26日
發明者陳偉, 李超, 潘永成 申請人:中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所