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束分析仪 苏美开 杨振华，马磊 （济南福来斯光电技术室，flsoe@ ） 要： 介绍了一种计算机控制的激光器光斑质量分析仪。提出了面阵 CCD 间接测量法 对半导体激光器（LD ）远场特性，发散角进行测量的方法，不仅可以精确地得到光斑强 度的空间分布，还可以由计算机对图像进行分析处理，绘出长轴和短轴分布曲线，从而 计算出远场发散角。其主要优点 图像直观、测试速度快，重复性精度优于1.5%。 关键词： 半导体激光器；远场特性；发散角；CCD 间接测试 1 引言 激光器发散角是评价激光器性能的一个重要参数。发散角的测量有很多种方法，包 [1-4] [5-6] [7] [8-9] 括扫描法 、双折射法 、聚焦测量法 和CCD 探测法等 。 扫描法的原理是采用步进电机带动光电探测器，分别在 LD 出光面方向上，以固定 的距离间隔进行扫描，按每步长测得一系列光强值，据此绘出光强分布曲线，从而根据 发散角的定义求得发散角。该方法不仅适用于发散角为极小的气体激光器、固定激光器， 也适用于发散角极大的半导体激光器（LD ）。这种测量方法的优点 方法简单、成本低； 缺点是速度慢、精度低，尤其对半导体激光器，需要对长短轴两个方向扫描，只能根据 半导体激光器管芯腔面位置大致确定长短轴方向。这已不能满足生产和科研要求，成为 制约生产效率瓶颈。 双折射法测量法和聚焦测量法仅仅适应于小发散角的测量。 已有文 提出的CCD 探测法，也 针对小发散角的直接测量法，即激光器发出光经 [9] 衰减器衰减后，直接照到CCD 光敏面上，从而得到光强分布的二维图像 。 本文提出采用面阵CCD 间接测量法对LD 发散角测量，克服了直接测量法因为发散 角大不能测量的缺陷，不仅可以精确地得到光斑强度的空间分布，还可以由计算机对图 像进行分析处理，绘出长轴和短轴分布曲线，计算出激光器的远场发散角。 2 测试系统硬件构成 系统组成如图1 所示，硬件部分包括光可变衰减器、屏幕、面阵CCD、图像采集卡 等组成，粗线方框圈起的部分置于光学暗箱中。其工作原理 ：LD 发出的激光在屏幕上 形成激光光斑，经过光衰减器后，再经透镜成像于 CCD 的光敏面上，CCD 将光信号转 换成视频信号，输出给图像采集卡而形成光斑的数字图像。通过计算光斑的大小，利用 光学成像公式，计算出激光器的发散角，同时通过计算得到探测器获得激光光斑的二维 分布图像。 1 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 LD 计算 机 毛 衰 衰 CCD 玻 减 减 璃