一種基于labview的半導(dǎo)體激光器芯片的測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種測(cè)試系統(tǒng)，尤其是一種基于Iabview的半導(dǎo)體激光器芯片的測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體激光器又稱激光二極管，是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的激光器。由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異，不同種類產(chǎn)生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質(zhì)有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵(lì)方式有電注入、電子束激勵(lì)和光栗浦三種形式，目前，半導(dǎo)體激光器在各個(gè)領(lǐng)域都有著非常重要的應(yīng)用，工業(yè)化的批量生產(chǎn)對(duì)激光器芯片的測(cè)試速度和性能分析提出了更高要求。目前，國內(nèi)普遍采用國外進(jìn)口的測(cè)試系統(tǒng)，但是其價(jià)格昂貴，而且無論硬件還是軟件上都沒辦法自己根據(jù)需要加以改進(jìn)，無法滿足不同類型激光器芯片的生產(chǎn)測(cè)試要求；對(duì)于新產(chǎn)品的研發(fā)測(cè)試效果和效率不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)原有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種以儀器儀表技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和測(cè)試技術(shù)為基礎(chǔ)，采用模塊式結(jié)構(gòu)和USB總線等通信協(xié)議，根據(jù)半導(dǎo)體激光器測(cè)試方法和規(guī)范，具有高度的開放性、自動(dòng)化和實(shí)用性，是一種基于Iabview的半導(dǎo)體激光器芯片的測(cè)試系統(tǒng)，。
[0004]為解決現(xiàn)有的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種基于Iabview的半導(dǎo)體激光器芯片的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)試系統(tǒng)包括有計(jì)算機(jī)、CCD攝像系統(tǒng)模塊、模擬電流輸出模塊、模擬電壓輸出模塊、電壓轉(zhuǎn)換電流模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、恒溫控制反饋信號(hào)處理電路、四維移動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)、光纖耦合自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)模塊、光譜分析儀、USB總線、X軸電機(jī)控制器、Y軸電機(jī)控制器、X、Z軸電機(jī)控制器、T軸電機(jī)控制器，所述的計(jì)算機(jī)通過USB總線與四維移動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)連接，四維移動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)與X、Y、Z、T軸電機(jī)控制器連接，并且計(jì)算機(jī)通過USB總線連接恒定模擬電流輸出模塊、多通道數(shù)據(jù)采集模塊、和溫度控制信號(hào)反饋電路，所述恒定模擬電流輸出模塊由模擬電壓輸出模塊和電壓轉(zhuǎn)換電流模塊組成，所述溫度控制信號(hào)反饋電路連接有加熱電阻、熱敏電阻、和TEC，所述光譜儀通過USB總線與計(jì)算機(jī)連接。
[0005]基于上述的一種基于Iabview的半導(dǎo)體激光器芯片的測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，包括以下步驟:
1)系統(tǒng)的初始化，
2)設(shè)置激光器芯片類型、測(cè)試項(xiàng)目、參數(shù)、和結(jié)果判定條件，并設(shè)置移動(dòng)臺(tái)控制參數(shù)和溫度控制參數(shù)，
3)對(duì)測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)度，
4)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集處理、分析計(jì)算、實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)回放、自動(dòng)判斷和篩選標(biāo)記。
[0006]優(yōu)選的，在所述的初始化過程中同時(shí)對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行檢查，并對(duì)并對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)錯(cuò)
優(yōu)選的，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括有:x、Y、z三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和T軸一維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與四維移動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制器相連，四維移動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)通過USB總線與計(jì)算機(jī)連接。
[0007]優(yōu)選的，所述的X、Y、Z三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)放置激光器芯片并調(diào)節(jié)激光器芯片的位置，同時(shí)，Χ、Υ、Ζ三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接恒溫控制反饋信號(hào)處理電路，恒溫控制反饋信號(hào)處理電路連接計(jì)算機(jī)，通過軟件控制實(shí)現(xiàn)激光器芯片在某個(gè)恒定溫度下運(yùn)行。所述的T軸一維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)放置激光探測(cè)器與光纖耦合調(diào)整架，實(shí)現(xiàn)激光器功率測(cè)量和光譜測(cè)量的變換，同時(shí)，通過軟件控制Χ、γ、ζ三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和T軸一維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)將激光器發(fā)射出的激光自動(dòng)耦合到光纖中。
[0008]本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的積極有以下有益效果:單個(gè)測(cè)試時(shí)間盡可能的短，極大地提高生產(chǎn)效率，以適應(yīng)現(xiàn)代批量生產(chǎn)要求；且可適應(yīng)不同類型的端面發(fā)射半導(dǎo)體激光器和不同性能測(cè)試的要求，減少重復(fù)開發(fā)工作；測(cè)試精度高、重復(fù)性好，盡量減少人工因素的影響；同時(shí)對(duì)關(guān)心的中間參數(shù)也可以進(jìn)行測(cè)試，提高覆蓋率。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
[0012]實(shí)施例:為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于Iabview的半導(dǎo)體激光器芯片的測(cè)試系統(tǒng)，包括:計(jì)算機(jī)、光譜儀、四軸電機(jī)控制器、四軸電機(jī)、模擬電壓輸出模塊、電壓轉(zhuǎn)電流模塊、多通道模擬信號(hào)數(shù)據(jù)采集模塊、溫度控制反饋電路、Χ/Υ/Ζ三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、T軸一維平移臺(tái)、抽真空芯片bar條吸附臺(tái)、激光功率探測(cè)器、三維光纖耦合調(diào)整臺(tái)、CCD攝像監(jiān)控系統(tǒng)、三維芯片探針固定調(diào)整架、及USB總線。
實(shí)施例
[0013]計(jì)算機(jī)是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的核心，具有友好的人機(jī)交互界面，同時(shí)它是激光器芯片測(cè)試軟件的載體。將USB等通訊串口協(xié)議驅(qū)動(dòng)安裝到計(jì)算機(jī)上，加上基于Labview等開發(fā)的應(yīng)用軟件構(gòu)成虛擬儀器測(cè)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)的全數(shù)字化的采集測(cè)試分析，具有軟硬件資源豐富、測(cè)試過程自動(dòng)化、擴(kuò)展性強(qiáng)、測(cè)試精度高、后期改進(jìn)方便、操作方便、重復(fù)性好、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。
[0014]四軸電機(jī)控制器通過USB總線接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的配置命令，通過信號(hào)線送給四軸電機(jī)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)X/Y/Z三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和T軸一維平移臺(tái)在μm量級(jí)精度的位置調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)按編號(hào)順序測(cè)量芯片、光纖耦合自動(dòng)對(duì)焦、激光功率測(cè)量和光譜測(cè)量的自動(dòng)轉(zhuǎn)換等。
[0015]CXD攝像監(jiān)控系統(tǒng)將單個(gè)大小為250 μ m*250 μ m的激光器芯片放大通過顯示器顯示監(jiān)控。
[0016]半導(dǎo)體激光器芯片bar條放置在一個(gè)可進(jìn)行溫控的銅塊平臺(tái)上，同時(shí)通過一排120 μ??*120 μ??的小洞吸附半導(dǎo)體激光器芯片bar條，銅塊中空內(nèi)置加熱電阻和溫度傳感器連接溫控控制電路，該銅塊平臺(tái)固定在X/Y/Z三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，X/Y/Z三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)采用北京卓立漢光科技有限公司的NFPA高精度位移平臺(tái)。在激光器芯片出光端面放置T軸一維平移臺(tái)，T軸一維平移臺(tái)采用北京卓立漢光科技有限公司的PSA系列高精度位移平臺(tái)，該一維平臺(tái)上固定激光探測(cè)器和三維光纖耦合調(diào)整架用以測(cè)量激光器出光功率和光譜。功率探測(cè)器輸出連接多通道的模擬信號(hào)采集卡，耦合光纖的另一端為FC的轉(zhuǎn)換頭連接光譜儀，光譜儀采用ANRITSU公司的MS9740A型光譜儀。光譜儀通過USB總線連接計(jì)算機(jī)將測(cè)試結(jié)果傳輸給計(jì)算機(jī)。X/Y/Z三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和T軸一維平移臺(tái)連接四軸電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器采用北京卓立漢光科技有限公司的MC600四軸控制器。通過USB總線與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交換，在測(cè)試中，通過計(jì)算機(jī)發(fā)出的設(shè)置指令，按設(shè)定的采集點(diǎn)軌跡，帶動(dòng)激光器芯片作點(diǎn)位置運(yùn)動(dòng)。
[0017]由模擬電壓輸出模塊和電壓轉(zhuǎn)電流模塊組成一個(gè)模擬輸出電流源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒定電流輸出，通過探針連接給芯片提供驅(qū)動(dòng)電流，該電流源系統(tǒng)通過USB總線連接計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)來控制驅(qū)動(dòng)電流輸出大小。
[0018]同時(shí)本發(fā)明也公開了一種基于Iabview的半導(dǎo)體激光器芯片系統(tǒng)測(cè)試方法，該測(cè)試方法通過計(jì)算機(jī)發(fā)送配置命令，產(chǎn)生出滿足數(shù)據(jù)采集模塊(激光器驅(qū)動(dòng)模塊、激光器信號(hào)采集模塊)、速度控制模塊(四軸電機(jī)、四軸電機(jī)控制器)，運(yùn)動(dòng)控制模塊(X/Y/Z三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、T軸一維平移臺(tái)、光纖耦合調(diào)整架)