[发明专利]一种激光二极管叠阵中单巴条功率与稳定性测量装置及方法

权利要求书

1.一种激光二极管叠阵中单巴条功率与稳定性测量装置，其特征在于：包括激光二极管叠阵、导光管、平移台、光分离波导反射器、积分球、测试窗口、功率计和光收集器；

激光二极管叠阵：固定在平移台上，所述激光二极管叠阵由多个巴条沿快轴方向堆叠而成，不同巴条之间有一定间距，单个巴条发出的激光在快轴方向发散角较大，在慢轴发散角较小；

导光管：当导光管入口与待测巴条对齐后，待测巴条发出的激光能够全部耦合进入导光管并传输到积分球内，而其它巴条发出的激光则不能进入导光管；

平移台：调节平移台，使激光二极管叠阵中待测单巴条与导光管对齐；

光分离波导反射器：反射掉除待测试巴条以外的其他巴条的激光功率，包括两组光分离波导反射器，分别位于导光管的上下两侧，当待测单巴条发出的激光与导光管对齐时，该待测单巴条上面的巴条发出的激光全部进入导光管上方的光分离波导反射器内，在内部传输一段距离后经通过反射将激光传输到光收集器中；该待测单巴条下面的巴条发出的激光全部进入导光管下方的光分离波导反射器内，在内部传输一段距离后经通过反射将激光传输到光收集器中；

积分球：对导光管导入的激光功率进行匀化；在积分球上开置测试窗口，放置功率计探头，待测单巴条通过导光管的激光入射到积分球内，在积分球内多次反射并匀化；

功率计：测量积分球上测试窗口面积上的激光功率，将测得的功率在积分球内表面积分就能够得到积分球内的激光功率；或将一系列的已知功率的激光入射到积分球内，测量功率计的功率，将功率拟合成功率曲线并保存，每次实际测量时，根据功率计的功率和功率曲线，通过与功率曲线对比并计算求解入射到积分球内的激光功率；

调整平移台的位置，使激光二极管叠阵中的单巴条依次与导光管对齐，并记录功率计的激光功率，就能够测量激光二极管叠阵中全部单巴条的激光功率；通过测试一定时间段内的单个巴条功率的变化，就能测试激光二极管叠阵中单巴条功率稳定性。

2.根据权利要求1所述的激光二极管叠阵中单巴条功率与稳定性测量装置，其特征在于：所述激光二极管叠阵中，不同巴条之间的一定间距为1.5mm至20mm。

3.根据权利要求1所述的激光二极管叠阵中单巴条功率与稳定性测量装置，其特征在于：所述激光二极管叠阵中，巴条的一定间距可以是相同的，也可以是不同的。

4.根据权利要求1所述的激光二极管叠阵中单巴条功率与稳定性测量装置，其特征在于：所述激光二极管叠阵中单巴条的快轴发散角的全角范围为60°至70°，慢轴发散角的全角范围10°至12°。

5.根据权利要求1所述的激光二极管叠阵中单巴条功率与稳定性测量装置，其特征在于：若导光管的侧面不满足全内反射条件，则导光管的侧面需要镀对应入射光反射角度的高反膜，所述高反膜高于95％，优选高于99.9％。

6.根据权利要求1所述的激光二极管叠阵中单巴条功率与稳定性测量装置，其特征在于：所述光分离波导反射器是透明材料六面体或是将矩形六面体的一个角切成一定角度，单巴条输出的激光通过入射面入射到反射器内后，在斜面上反射，经出射面出射。

7.根据权利要求1所述的激光二极管叠阵中单巴条功率与稳定性测量装置，其特征在于：所述导光管是一种薄片状矩形波导。

8.根据权利要求1所述的激光二极管叠阵中单巴条功率及稳定性测量装置，其特征在于：所述导光管的入口距离发光面的距离l₀由激光二极管叠阵中待测巴条和其相邻的巴条的间距Δ，以及单巴条的快轴发散角2θ共同决定，相邻巴条在快轴方向的重叠点离发光面的水平距离L与巴条间距Δ和发散角2θ的关系由下式决定：

导光管的入口距离发光面的距离l₀应小于L，导光管厚度t满足：

2l₀tgθ<t<Δ。

9.根据权利要求1所述的激光二极管叠阵中单巴条功率及稳定性测量装置，其特征在于：所述导光管的入口和出口镀有增透膜，增透膜的透过率高于95％，优选高于99.9％。

10.一种激光二极管叠阵中单巴条功率及稳定性测量方法，其特征在于：实现如下，激光二极管叠阵由多个巴条沿快轴方向堆叠而成，导光管设置在待测单巴条正前方，导光管的入口设置在不同巴条发光面重叠之前，待测单巴条发出的激光能够全部耦合进入导光管，而其巴条发出的激光不能进入导光管；待测单巴条发出的激光耦合进入导光管以后，通过导光管的出口进入积分球中，部分激光在积分球中多次反射并匀化后，其中一部分功率被积分球上测试窗口连接的功率计接收，将这一部分功率按照积分球的总面积进行积分求和就能得到单个巴条发出的激光的功率，其它巴条发出的激光进入光分离波导反射器，在光分离波导反射器的斜边上发生反射，进入杂光收集器；通过平移台移动激光二极管叠阵，依次将激光二极管叠阵中的单个巴条与导光管对齐，就能测试激光二极管叠阵中的各个巴条功率，通过测试一定时间段内的单个巴条功率的变化，就能测试激光二极管叠阵中单巴条功率稳定性，最后通过数据处理及分析，得到激光二极管叠阵单巴条功率及稳定性的结果和空间分布图。