一种半导体激光器的结温测试方法与流程

本发明涉及半导体测试，具体涉及一种半导体激光器的结温测试方法。

背景技术：

1、半导体激光器的结温测试一直是困扰业界的难题，因为结温用于表征半导体激光器内部有源区在发光时的实际温度，结温无法直接借用测温仪器进行量测。目前业界常规做法是通过理论模型的仿真，利用ansys有限元仿真软件进行模拟，推算出半导体激光器的结温。但是该方法非常复杂，一方面要求工程技术人员的半导体激光器理论功底和热力学功底非常扎实，另一方面需要购买昂贵的商业软件ansys，同时仿真结果严重依赖模型参数的选取，当参数选取有偏差时，仿真出来的结温结果也会不一样。现有技术中测试半导体激光器的结温的过程复杂和精度较差。

技术实现思路

1、本发明提供一种半导体激光器的结温测试方法，以克服现有技术中结温测试复杂和测试精度较差的问题。

2、本发明提供一种半导体激光器的结温测试方法，包括：步骤s1:将半导体激光器放置在测试载台的表面；步骤s2:获取测试载台为第一温度下半导体激光器直流工作条件下的阈值电流；步骤s3:获取测试载台为第一温度、半导体激光器在第一直流电流工作下，半导体激光器发出光的第一峰值波长，所述第一直流电流大于阈值电流且小于极限安全工作电流；步骤s4:获取半导体激光器在第二脉冲电流工作下，测试载台在不同第二温度下半导体激光器分别对应发出光的第二峰值波长，所述第二脉冲电流的电流脉冲值等于第一直流电流的电流值；步骤s5:对不同第二温度下发出光的分别对应的第二峰值波长的数据进行拟合，获取半导体激光器在第二脉冲电流的工作条件下峰值波长随半导体激光器的结温的变化曲线；步骤s6:获取所述变化曲线中峰值波长等于第一峰值波长时对应的测试结温，所述测试结温表征测试载台为第一温度、半导体激光器在第一直流电流工作下半导体激光器的有源区的结温。

3、可选的，获取测试载台为第一温度下半导体激光器直流工作条件下的阈值电流的步骤包括：设置测试载台的温度为第一温度；测试载台为第一温度下对半导体激光器在不同的直流扫描电流下进行扫描；根据半导体激光器在不同的直流扫描电流下出光功率的变化情况，获取半导体激光器激射时对应的阈值电流。

4、可选的，所述直流扫描电流的步进为0.4ma～2ma。

5、可选的，第二脉冲电流的脉冲宽度为1微秒～20微秒，占空比为1％～10％。

6、可选的，不同第二温度包括第一子温度至第n子温度，n选取5～10，第一子温度小于或等于第一温度，第n子温度大于第n-1子温度，n为大于或等于1且小于或等于n-1的整数。

7、可选的，所述半导体激光器包括法布里-珀罗激光器、分布式反馈半导体激光器、边发射激光器、或者垂直腔面发射半导体激光器。

8、可选的，步骤s2中，中采用光强-电流-电压测试机获取测试载台为第一温度下半导体激光器直流加电条件下的阈值电流；在步骤s3中，采用光谱仪测试半导体激光器发出光的第一峰值波长；在步骤s4中，采用光谱仪测试半导体激光器发出光的第二峰值波长。

9、可选的，在步骤s5中:对不同第二温度下发出光的分别对应的第二峰值波长的数据进行线性拟合，获取半导体激光器在第二脉冲电流的工作条件下峰值波长随半导体激光器的结温的线性变化曲线。

10、本发明的技术方案具有以下有益效果：

11、本申请技术方案提供的半导体激光器的结温测试方法，半导体激光器在第二脉冲电流工作下时半导体激光器因为发光带来的发热较少趋于忽略，半导体激光器在第二脉冲电流工作下时的有源区的结温等于测试载台的温度。当测试载台在不同第二温度下时，代表着半导体激光器的有源区的温度对应不同的第二温度。获取半导体激光器在第二脉冲电流工作下，测试载台在不同第二温度下半导体激光器分别对应发出光的第二峰值波长，对不同第二温度下发出光的分别对应的第二峰值波长的数据进行拟合，就能获取到半导体激光器在脉冲工作条件下峰值波长随半导体激光器的结温的变化曲线。这样得到的变化曲线中结温是用于表征半导体激光器工作时有源区的实际温度。该变化曲线是半导体激光器在第二脉冲电流工作下得到的，第二脉冲电流的电流值等于第一直流电流的电流值，半导体激光器在第一直流电流工作下发出的光具有第一峰值波长，将第一峰值波长带入该变化曲线就可以得到测试结温的数据，所述测试结温的数据表征测试载台为第一温度、半导体激光器在第一直流电流工作下半导体激光器的有源区的结温。该方法简单实用，使用门槛较低，无需复杂的理论仿真模型，测试直观准确，以解决现有技术中理论仿真模型复杂、计算繁琐、测试结果受模型参数影响较大的问题。该方法测试半导体激光器的结温的精度较高，且测试方法比较简化。

技术特征：

1.一种半导体激光器的结温测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体激光器的结温测试方法，其特征在于，获取测试载台为第一温度下半导体激光器直流工作条件下的阈值电流的步骤包括：设置测试载台的温度为第一温度；测试载台为第一温度下对半导体激光器在不同的直流扫描电流下进行扫描；根据半导体激光器在不同的直流扫描电流下出光功率的变化情况，获取半导体激光器激射时对应的阈值电流。

3.根据权利要求2所述的半导体激光器的结温测试方法，其特征在于，所述直流扫描电流的步进为0.4ma～2ma。

4.根据权利要求1所述的半导体激光器的结温测试方法，其特征在于，第二脉冲电流的脉冲宽度为1微秒～20微秒，占空比为1％～10％。

5.根据权利要求1所述的半导体激光器的结温测试方法，其特征在于，不同第二温度包括第一子温度至第n子温度，n选取5～10，第一子温度小于或等于第一温度，第n子温度大于第n-1子温度，n为大于或等于1且小于或等于n-1的整数。

6.根据权利要求1所述的半导体激光器的结温测试方法，其特征在于，所述半导体激光器包括法布里-珀罗激光器、分布式反馈半导体激光器、边发射激光器、或者垂直腔面发射半导体激光器。

7.根据权利要求1所述的半导体激光器的结温测试方法，其特征在于，步骤s2中，中采用光强-电流-电压测试机获取测试载台为第一温度下半导体激光器直流加电条件下的阈值电流；在步骤s3中，采用光谱仪测试半导体激光器发出光的第一峰值波长；在步骤s4中，采用光谱仪测试半导体激光器发出光的第二峰值波长。

8.根据权利要求1所述的半导体激光器的结温测试方法，其特征在于，在步骤s5中:对不同第二温度下发出光的分别对应的第二峰值波长的数据进行线性拟合，获取半导体激光器在第二脉冲电流的工作条件下峰值波长随半导体激光器的结温的线性变化曲线。

技术总结
本发明提供一种半导体激光器的结温测试方法，包括：获取测试载台为第一温度、半导体激光器在第一直流电流工作下，半导体激光器发出光的第一峰值波长；获取半导体激光器在第二脉冲电流工作下，测试载台在不同第二温度下半导体激光器分别对应发出光的第二峰值波长，第二脉冲电流的电流值等于第一直流电流的电流值；对不同第二温度下发出光的分别对应的第二峰值波长的数据进行拟合，获取半导体激光器在脉冲工作条件下峰值波长随半导体激光器的结温的变化曲线；获取变化曲线中峰值波长等于第一峰值波长时对应的测试结温。所述方法能降低测试半导体激光器结温的复杂度和提高测试精度。

技术研发人员：刘刚,冷祥,魏明,李宁
受保护的技术使用者：无锡市华辰芯光半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13