1、甸回. ICS 31.260 L 51 中华人民共和国国家标准GB/T 31359-2015 半导体激光器测试方法Test methods of semiconductor lasers 2015-02-04发布2015-08-01实施，缸，民主雪/飞民也贷、节W、霄.主.也餐，_&缸315一飞在fitJ!忻中华人民共和国国家质量监督检验检亵总局唱世中国国家标准化管理委员会a叩. 嘈 GB/T 31359-2015 目次前言. . . . . . . . . m 1 范围.2 规范性引用文件.3 术语、定义和符号. 3.1 术语和定义. . 3.2 符号和单位4 测试条件及要求. 4.1 环境
2、要求-4.2 测试仪器及计量要求4.3 激光安全要求4.4 被测产品正常工作要求-4.5 其他要求. 5 测试方法. . . . 5.1 输出光功率测试. . . 5.2 平均功率测试5.3 峰值功率测试5.4 脉冲能量测试. 5.5 输出功率不稳定度测试. 5.6 输出能量不稳定度测试5.7 工作电流-5.8 工作电压. . . . . . . . . . 10 5.9 阔值电流. . . 5.10 斜率效率. . . . . . . . 12 5.11 电光转换效率.5.12 披长-温度漂移系数5.13 峰值波长. 5.14 谱宽度5.15 中心披长.5.16 偏振度. . . . . .
3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.17 重复频率. . . . 18 5.18 脉冲宽度. 5.19 光强分布. . . . . . . 19 5.20 光束宽度5.21 快轴发散角和慢轴发散角5.22 边模抑制比5.23 截止频率. 附录A(资料性附录光强分布举例. I G/T 31359-2015 前本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会(SAC/TC284)归口。本标准起草单位z西安炬光科技有限公司、中国科学院西安光学精密机械研究所、中国科学院
4、半导体研究所、北京国科世纪激光技术有限公司、武江华工正源光子技术有限公司、中国电子科技集团公司第十三研究所.本标准主要起草人z刘兴胜、赵卫、许国栋、张艳春、杨军红、马晓宇、唐琦、吴迪、王贞福、王警卫、谢彦虎、王家赞、李小宁、史俊红、陈海馨、仲莉、石朝辉、张恩、许海明、张国新。m皿GB/T 31359-2015 半导体激光器测试方法1 范围本标准规定了半导体激光器主要光电参数的测试方法.本标准适用于半导体激光器主要光电参数的测试。半导体激光器组件可参考执行，2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本
5、(包括所有的修改单适用于本文件。GB 7247.1激光产品的安全第1部分=设备分类、要求GB/T 10320 激光设备和设施的电气安全GB/T 15313 激光术语GB/T 31358-2015 半导体激光器总规范3 术语、定义和符号3.1 术语和定义GB/T 15313、GB/T31358-2015界定的术语和定义适用于本文件。3.2 符号和单位表1所列的符号和单位适用于本文件。表1符号和单位术语符号输出光功率p叩平均功率P.，咱脉冲能量E 峰值功率P p 输出功率不稳定度SPt 输出能量不稳定度SEt 峰值波长Ap 谱宽度).FWHM 中心波长E 工作电流I咽工作电压V呻单位mW,W mW
6、,W ,m mW,W nm nm nm mA,A mV,V 1 GB/T 31359-2015 表1(续术语符号阔值电流I也斜率效率SE 电光转换效率哩，波长-温度漂移系数k 偏振度Pd 脉冲宽度r 重复频率f 快轴发散角。上馒轴发散角0/ 光束宽度.d 边模抑制比SMSR 截止频率fc 4 副试条件及要求4.1 环撞要求除非另有规定，测试环境条件应符合以下要求zu 气压:86kPa-I06 kPa; b) 环境温度:20 c -25 C; c) 相对湿度;30%70%; d) 环境洁净度z按照产品详细规范规定zd 无光噪声和明显气流sf) 屏蔽电磁辐射(适用时，按照产品详细规范规定); g)
7、 防止机械振动zh) 防静电(适用时) 4.2 副试仪器及计量要求除非另有规定，测试仪器应满足以下要求za) 测试仪器量程满足被测半导体激光器参数范围z单位mA.A W/A nm/K.nm/C ms.阳.nsHz n () mm Hz b) 精度范围至少优于被测指标误差4倍以上，一般情况下数字仪表示值至少3位有效数字$0 符合计量捡定要求，且在计量有效期内。4.3 蘸先安全要求半导体激光器的安全要求应符合以下规定za) 半导体激光器的辐射安全和防护应符合GB7247.1的规定zb) 半导体激光器配套的电系统应符合GB/T10320的规定。2 GB/T 31359-2015 4.4 截副产品正常
8、工作要求除非另有规定，被测产品应满足以下工作要求za) 被测半导体激光器应在产品详细规范规定的工作条件下稳定工作后，进行相关参数测试sb) 测试时应按照产品详细规范要求采取必要的保护措施。4.5 其他要求测试时应满足以下要求za) 标准中测试的数据应是在该参数重复测试n次的平均值，通常nlO;b) 记录必要工作条件工作电流、热沉温度等。5 测试方法5.1 输出光功率测试5.1.1 副试装置测试装置框图见图1.说明21一一半导体激光器z2 驱动电源z3一一光束整形器(适用时)I 4一二衰减器适用时); 5一一光闸(适用时); 6 激光功率计.圄1输出先功率、平均功率和输出功率不稳定度测试装置框圄
9、5.1.2 测试步骤输出光功率测试按照以下步骤进行za) 按图1建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器;b) 选取光束整形器适用时和衰减器(适用时)，保证被测光斑投射到激光功率计光接收面直径的2/3区域内F调整被测半导体激光器的位置，保证光束从光柬整形器适用时)和激光功率计光接收面的中心人射zc) 使用光闸适用时)，可阻挡进人激光功率计的光，选择合适量程，并调整零点sd) 调节电源，给被测半导体激光器施加规定的工作电流z的按规定的时间间隔记录激光功率计的读数孔。5. 1.3 数据处理按式(1)计算输出光功率z3 GB/T 31359-2015 式中zPOP -输出光功率，单位为瓦(W)
10、;Tj一一衰减器透射比，%; n一一测试次数zPm-11、一一一.j n j;, P;一一第t次记录的激光功率计读数，单位为瓦(W).5.2 平均功率测试5.2.1 测试装置测试装置框图见图1.5.2.2 测试步骤平均功率测试按照以下步骤进行zd 测试步骤见5.1.2a)-d); b) 根据5.1.3计算P币。5.2.3 数据处理按式(2)计算平均功率z式中zP.咱一一平均功率，单位为瓦(W);n 一一测试次数zP明=岂P申Pop;一一第t次测得的输出光功率，单位为瓦(W).5.3 峰值功率副试5.3.1 方法-:通过脉冲能量测试峰值功率5.3. 1. 1 测试装置4 测试装置框图见图2.说明
11、$1一一半导体激光器52一一驱动电源z3一一光束整形器(适用时); 4一一衰减器适用时); 5一一光闸适用时h6一一激光能量计或激光功率计.圈2脉冲能量、晦值功率和输出能量不稳定度测试装置框圄( 1 ) . ( 2 ) G/T 31359-2015 5.3.1.2 测试步骤峰值功率测试按照以下步骤进行za) 按图2建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器zb) 选取光束整形器适用时)和衰减器(适用时).保证被测光斑投射到激光能量计光接收面直径的2/3区域内z调整被测半导体激光器的位置，保证光束从光束整形器适用时和激光能量计光接收面的中心人射zc) 使用光闸(适用时).可阻挡进入激光能量计
12、的光，选择合适量程，并调整零点zd) 调节电源，给被测半导体激光器施加规定的工作电流pe) 按规定时间间隔记录激光能量计的读数乱。5.3.1.3 数据处理按式(3)计算峰值功率z式中zPp一一峰值功率，单位为瓦(W);tj一一衰减器的透射比.%; n一一测试次数zPn一11安E一一一.-tj n三t E一一第t次记录的激光能量计读数，单位为焦(J); r 一一脉冲宽度，单位为秒(5)。注g本方法中的峰值功率是指脉冲宽度内的平均功率.5.3.2 方法二z直接测试峰值功率法5.3.2.1 测试装置测试装置框图见图3.说明zl一一半导体激光器z2一驱动电源s3一-光束整形器适用时); 4一一衰减棒(
13、适用时)，5一一光闸适用时); 6一一峰值功率计.5.3.2.2 测试步骤图3直接测试峰值功率装置握固峰值功率测试按照以下步骤进行z( 3 ) 5 GB/T 31359-2015 a) 按图3建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器Fb) 选取光束整形器(适用时)和衰减器适用时).保证被割光斑投射到峰值功率计光接收面直径的2/3区域内z调整被测半导体激光器的位置，保证光束从光束整形器(适用时和峰值功率计光接收面的中心人射Fc) 使用光闸适用时).可阻挡进人峰值功率计的光，选择合适量程，并调整零点zd) 调节电源，给被测半导体激光器施加规定的工作电流ze) 按规定时间间隔记录峰值功率计的读
14、数P户5.3.2.3 数据处理按式(4)计算峰值功率zpp=ttzPF 式中zPp一一峰值功率，单位为瓦(W); tj 一一衰减器的透射比.%;n 一一测试次数pPp一-第i次记录的峰值功率计的读数，单位为瓦(W)。5.4 脉冲能量测试5.4.1 方法-:直接测试脉冲能量法5.4.1.1 测试装置测试装置框图见图2.5.4.1.2 测试步骤测试步骤见5.3.1.2a)e). b.4.1.3 数据处理按式(5)计算脉冲能量z式中zE 脉冲能量，单位为焦(J); tj一一衰减器的透射比.%;n 一-测试次数sE=tt主EE一一第t次记录的激光能量计读数，单位为焦(J)。5.4.2 方法二z通过平均
15、功率副试脉冲能量5.4.2. 1 测试装置测试装置框图见图1.5.4.2.2 测试步骤按照5.2的测试方法测出平均功率。6 ( 4 ) . . ( 5 ) GB/T 31359-2015 5.4.2.3 鼓据处理按式(6)计算脉冲能量zp叫一fn卫问一E ( 6 ) 式中EE 一一脉冲能量，单位为焦(J); n 一一测试次数zf 一一重复频率zp呻一一-第i次测得的平均功率，单位为瓦(W)。5.4.3 方法三z通过蜡值功率测试脉冲能量5.4.3.1 测试装置测试装置框图见图3.5.4.3.2 测试步骤峰值功率测试见5.3.2.2.按式(4)计算Pp5.4.3.3 数据处理按式(7)计算脉冲能量
16、zE=PpX .( 7 ) 式中zE 一一脉冲能量，单位为焦(J); Pp -一峰值功率，单位为瓦(W); r 一脉冲宽度，单位为秒础。5.5 输出功率不稳定度测试5.5.1 测试装置测试装置框图见图1.5.5.2 测试步骤输出功率不稳定度的测试按照以下步骤进行za) 按图1建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器zb) 选取光柬整形器适用时)，保证被测光斑投射到激光功率计光接收面直径的2/3区域内s调整被测半导体激光器的位置，保证光束从光束整形器(适用时和激光功率计光接收面的中心人射sc) 使用光闸(适用时)，可阻挡进入激光功率计的光，选择合适量程，并调整零点pd) 调节电源，使被测半
17、导体激光器处于规定工作状态ze) 在规定测试时间周期内均分n次取值，记录每次测得的输出光功率P甲。5.5.3 鼓据处理数据处理有以下两种方法z7 GB/T 31359-2015 a) 方法-:按式(8)计算输出功率不稳定度，其中输出光功率的平均值按式(9)计算z式中z5Pt一一输出功率不稳定度zn 一一取值次数s5 Pt =去JzLJ山-Pn)2Pm=tzP咽Pn一一输出光功率的平均值，单位为瓦(W); P咽一第t次测得的输出光功率，单位为瓦(W)。b) 方法二z. ( 8 ) ( 9 ) 输出光功率的平均值按式(9)计算，输出光功率P。回中最大值与最小值分别记为P咽max、P呻恤，利用式(1
18、0)计算输出功率不稳定度zpnl.，.，钮.- P nn;In _. SPt =士U 11 llli:1 -u庐山:.X 100% 2P. 式中z5Pt 一一输出功率不稳定度;F耀一一一输出光功率的平均值，单位为瓦(W)，p咿皿一第t次测得的输出光功率的最大值，单位为瓦(W);p咽mlD一一-第i1X测得的输出光功率的最小值，单位为瓦(W)。注2式的和式(10)参照GB/T13863。5.6 输出能量不稳定度测试5.6.1 副试装置测试装置框图见图2.5.6.2 副试步骤输出能量不稳定度测试按照以下步骤进行za) 按图2建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器z. ( 10 ) b) 选
19、取光束整形器(适用时).保证被测光斑投射到激光能量计光接收面直径的2/3区域内F调整被测半导体激光器的位置，保证光束从光束整形器(适用时和激光能量计光接收面的中心人射Fc) 使用光闸(适用时).可阻挡进人激光能量计的光，选择合适量程，并调整零点sd) 调节电掘，使被测半导体激光器处于规定工作状态se) 在规定测试时间周期内均分n次取值，记录测得的脉冲能量Ei.5.6.3 数据处理8 数据处理有以下两种方法zd 方法-:按式(11)计算输出能量不稳定度，其中脉冲能量的平均值按式(12)计算zGB/T 31359-2015 SEt =二J占主(Ei-En)2 En=垃Ei.( 11 ) .( 12
20、 ) 式中ESEt一一输出能量不稳定度pn一一取值次数pEn一一脉冲能量的平均值，单位为焦(J); Ei 第i次测得的脉冲能量，单位为焦()。b) 方法二z脉冲能量的平均值按式(12)计算，脉冲能量已中最大值与最小值分别记为Eimax、E峙，利用式(13)计算输出能量不稳定皮z% nu nu E一二E叩-2E一士一-S . ( 13 ) 式中zSEt 一输出能量不稳定度sEn 二二脉冲能量的平均值，单位为焦(); EilD8X一一第i个脉冲能量的最大值，单位为焦(); Eimin一一第i个脉冲能量的最小值，单位为焦(J)。注z式cl日和式(13)参照GB/T13863. 5.7 工作电流5.7
21、.1 测试装置测试装置框图见图4.说明21 半导体激光器52 驱动电源z3一一电流表或示波器s4 光束整形器适用时); 5一一光闸适用时); 6一一激光功率计或能量计.圄4工作电流、阔值电流和斜率效率测试装置握圄9 GB/T 31359-2015 5.7.2 到试步骤工作电流的测试按以下步骤进行za) 按照图4建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器Fb) 选取光束整形器适用时)，保证被测光斑投射到激光功率计光接收面直径的2/3区域内E使用光闸(适用时)，可阻挡进入激光功率计或能量计的激光，选择合适量程，并调整零点z。电流表选择合适量程，并调整零点zd) 给被测半导体激光器施加正向工作电
22、流，监测激光功率计显示激光功率到规定值ze) 按规定时间间隔记录电流表读数IFi5.7.3 数据处理按式(14)计算工作电流2式中zIop一二工作电流，单位为安(A);n 一一测试次数pI啤=tzIFt1 Fi一一第i次测得的正向电流，单位为安(A)。5.8 工作电压5.8.1 副试装置测试装置框图见图5.说明21一一半导体激光器$2一一驱动电源F3一一电流表或示披器$4 电压表或示波器s5 光束整形器(适用时); 6一一光闸适用时); 7 激光功率计或能量计.5.8.2 测试步骤圈5工作电压和电光转换效率翻试装置框圄工作电压的测试按以下步骤进行z.( 14 ) GB/T 31359-2015
23、 a) 按照图5建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器。电压表的采样点尽量接近被测半导体激光器引出电极自b) 选取光束整形器适用时)，保证被测光斑投射到激光功率计光接收面直径的2/3区域内F使用光闸(适用时)，可阻挡进人激光功率计的光，选择合适量程，并调整零点zc) 电流表选择合适量程，并调整零点zd) 电压表选择合适量程，并调整零点ze) 给被测半导体激光器施加正向工作电流，监测激光功率计显示的激光功率到规定值Ff) 按规定时间间隔记录电压表读数VFio5.8.3 数据处理按式(1日计算工作电压zV即=士去几.( 15 ) 式中zVOP 工作电压，单位为伏(V); n 测试次数;VF
24、i 第i次测得的正向电压，单位为伏(V)。5.9 闰值电流5.9.1 测试提置测试装置框图见图405.9.2 副试步骤阔值电流的测试按以下步骤进行Ea) 按照图4建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器sb) 选取光束整形器适用时)，保证被测光斑投射到激光功率计光接收面直径的2/3区域内z使用光闸(适用时)，可阻挡进入撒光功率计的光，选择合适量程，并调整零点sc) 电流表选择合适量程，并调整零点zd) 在规定的电流变化范围内，给被测半导体激光器从小到大按规定的电流取值间隔施加正向电流，分别记录每一点的电流表和激光功率计的读数I和P;e) 根据记录的数据得到P-曲线激光功率随电流的变化曲线
25、)，见图6。5.9.3 数据处理根据P-曲线，计算阔值电流，计算方法有以下三种，通常使用第一种方法za) 方法-:直线拟合法，见图6a)。将激光功率-电流曲线中揭点以上的直线部分延长与电流坐标轴相交点所对应的电流值定为th;b) 方法二z两段直线拟合法仲裁方法)，见图6b)。将激光功率-电流曲线中拐点前后的两段直线分别延长并相交，其交点所对应的电流值定为I由Fc) 方法三E二次微分法，见图6c)。对激光功率-电流曲线进行曲线拟合，得到式(16)画数zP =f(1) 对P=f(1)作二阶导数处理得到式(17)画数z.( 16 ) 11 GB/T 31359-2015 vt G 一P-2 -FA
26、Ju-d . . . ( 17 ) d2 P _ ,_ - d2 P 对一一=G(l)求出一一的极大值，其对应的电流即为儿。d12 - A . d12 式中zI 一一驱动电流，单位为安(A)，P一一驱动电流为I时的激光功率，单位为瓦(W);I由一一阔值电流，单位为安(A)。P P P I 。F 0 I 。a) 方法一b) 方法二c) 方法三圄6阔值电流的计算方法5.10 斜率效率5.10.1 测试装置测试装置框图见图4.5.10.2 测试步骤斜率效率的测试按照以下步骤进行za) 按照图4建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器;b) 选取光束整形器件(适用时).保证被测光斑投射到激光功率
27、计光接收面直径的2/3区域内z使用光闸(适用时).可阻挡进入激光功率计或能量计的光，选择合适量程，并调整零点pc) 电流表选择合适量程，并调整零点zd) 给被测半导体激光器从小到大按规定的电流取值间隔逐渐施加正向电流到规定的工作电流lF记录电流表和激光功率计每一点读数I和P.5.10.3 鼓据处理按以下方法计算斜率效率za) 根据记录的数据得出激光功率随电流的变化曲线，见图7;b) 在曲线上取12(工作电流lop的90%)对应的激光功率P2;在线性区中再取一点11(工作电流Iop的30%)所对应的激光功率矶，见图7;c) 按式(18)计算斜率效率，其中电流变化量按式(19)计算、激光功率变化量
28、按式(20)计算zSE=笠. . . . . . . ( 18 ) .l =12 - 11 .P=P2-P1 ( 19 ) ( 20 ) 12 GB/T 31359-2015 式中zSE一一-斜率效率zlz一一工作电流I呻的90%，单位为安(A); Pz一一工作电流lz下对应的激光功率，单位为瓦(W);11一一工作电流儿的30%，单位为安(A); P1一一-工作电流11对应的激光功率，单位为瓦(W)。5.门电光转换效率5.1 1. 1 测试装置测试装置框图见图5.5.1 1.2 副试步骤光功率PP. I一一-一-一一一一一一-71P, -一一一一一一-7.4 电流I圄7斜率效率的计算方法示意圈
29、电光转换效率的测试按照以下步骤进行za) 按照图5建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器sb) 选取光束整形器件(适用时)，保证被测光斑投射到激光功率计光接收面直径的2/3区域内F使用光闸(适用时)，可阻挡进入激光功率计的光，选择合适量程，并调整零点sd 电流表选择合适量程，并调整零点sd) 电压表选择合适量程，并调整零点ze) 给被测半导体激光器施加正向电流到规定的工作电流lF，分别记录此时的激光功率计和电压表的读数PF和VF;f) 或者给被测半导体激光器施加正向电流，监测激光功率计显示激光功率到规定值PF，记录此时电流表和电压表的读数lF和VFo5.1 1.3 数据处理按式(21)
30、计算电光转换效率z式中a1/ p -一电光转换效率，%;p -, 1/p =一一一;-x 100% IF XVF p二一规定的工作电流，单位为安(A); ( 21 ) 13 GB/T 31359-2015 PF一一规定的工作电流IF对1茧的激光功率，单位为瓦(W); VF一一规定的工作电流IF对应的正向电压，单位为伏(V)。5.12 波长-温度漂穆系数5.12.1 测试装置测试装置框图见图8.说明z1 半导体激光器z2一一驱动电源z3 温度调控装置F4一一光闸(适用时); 5一一衰减器(适用时); 6一一光谱分析仪.5.12.2 测试步骤圄8擅长温度漂移系数副试装置框圄波长-温度系数的测试按照
31、以下步骤进行za) 按照图8建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器Fb) 使用光闸适用时)，可阻挡进人光谱分析仪的光.选择合适的衰减器(适用时)，将光衰减到光谱分析仪的正常工作范围内。根据被测半导体激光器光输出光谱范围设置光谱分析仪的扫描范围、扫描分辨率和扫描灵敏度zc) 给被测半导体激光器施加正向电流到规定值，按方法5.13.2的步骤测出峰值波长，pl并记录对应热沉温度T1;d) 在规定的热沉温度范围内，控制温度调控装置改变热沉温度，记录热沉温度T2f记录对应温度下的峰值波长萨。注，热沉温度的糟量与p-n结温度增量基本致，本方法中用热抚温度替代p-n结温度，通常在低于0.5%占空比下
32、进行测试.5.12.3 鼓据处理按式(22)计算波长-温度漂移系数zk=悻主|式中zh 一一波长-温度漂移系数，单位为纳米每摄氏度(nm/C); , pl一一规定电流下的峰值波长，单位为纳米(nm);. ( 22 ) GB/T 31359-2015 T1一对应pl下热沉温度，单位为摄氏度(c); p2一一热沉温度T2对应的峰值波长，单位为纳米(nm), T2一一改变后的热沉温度，单位为摄氏度(C)。5.13 峰值擅长5.13.1 测试装置峰值波长测试装置框图见图9.说明=1 半导体激光糯$2 驱动电源$3一一激光导人装置(适用时h4一一光谱仪.圄9峰值波长、谱宽度和中心擅长测试装置框圄5.13
33、.2 副试步黯峰值波长的测试按照以下步骤进行za) 按照图9测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器;b) 将半导体激光器发出的激光通过激光导人装置含衰减器、积分球等导人光谱分析仪中Fc) 根据被测激光器光谱范围设置光谱分析仪的扫描范围、扫描分辨率租扫描灵敏度zd) 给被测激光器施如正向电流到规定值，光谱分析仪在厨设置的波段内扫描，记录波长与该波长对应的相对光谱强度1.5.13.3 数据处理按以下方法得出峰值波长2a) 根据记录的数据得到相对光谱强度与撞长的分布曲线(I-l曲线)，见图10;b) 最大相对光谱强度Ih对应的波长，为峰值波长。强度(I)., 波长以圄10畸值擅长示意图15 GB
34、/T 31359-2015 5.14 谱宽度5.14.1 副试装置测试装置框图见图905.14.2 翻试步骤参见5.13.2步骤进行。5.14.3 数据处理按以下方法得谱宽度za) 根据记录的数据得到相对光谱强度与波长的分布曲线(l-曲线)，见罔11;b) 找到最大相对光谱强度Ih的50%处对应的最大光谱间隔点1和2; c) 按式(23)计算谱宽度zd) 对于多波长半导体激光器，可分别独立测试。LFWHM =2 - 1 式中zFWHM一一谱宽度，单位为纳米(nm); ( 23 ) 1 一一在I-曲线上，最大相对光谱强度50%处对应的最短波长，单位为纳米(nm);h 一一在I-曲线上，最大相对光
35、谱强度50%处对应的最长波长，单位为纳米(nm)。5.15 中心擅长5.15.1 测试装置测试装置框图见图905.15.2 测试步骤参见5.13.2步骤进行。5.15.3 数据处理按以下方法计算中心波长z强度(/)lOOO，(一一一一一一50%-一一)., ;. 波长().)圄11谱宽度示意图a) 根据记录的数据得到相对光谱强度与波长的分布曲线。-曲线)，见图12;16 GB/T 31359-2015 b) 按式(24)计算中心波长;c) 对于有多波长半导体激光器，可分别独立测试。式中zf一一中心波长，单位为纳米(nm);L = 1十22 1 -在-曲线上，最大相对光谱强度50%处对应的最短波
36、长，单位为纳米(nm);2一一在-曲线上，最大相对光谱强度50%处对应的最长波长，单位为纳米(nm).5.16 偏振度5.16.1 副试装置测试装置框图见图13.说明21一一驱动电源s2一一半导体激光器z3一一光束整形器(适用时); 4一一检偏器s5-一激光功率计或能量计.5.16.2 测试步骤强度(/)10伪W，L-l c z 波长CD圄12中心渡长示意圄叮圄13偏摄度测试装置框圄偏振度的测试按照以下步骤进行za) 按照图13建立测试装置，首先按图示服序摆放和连接测试仪器s( 24 ) b) 调节光束整形器(适用时)，将垂直人射光的光束尺寸限制在检偏器的有效接收口径之内50 给被测激光器加电
37、到规定的工作状态;17 GB/T 31359-2015 d) 旋转检偏器，测得最大激光功率P1，最小激光功率Pa0 5.16.3 鼓据处理按式(25)计算偏振度zPFK到叫式中zPd一偏振度zP1 -最大激光功率，单位为瓦(W);Pa一一最小激光功率，单位为瓦(W)。5.17 重复频率5.17.1 测试装置测试装置框图见图140说明21一一句半导体激光器z2一一驱动电源z3一一光闸适用时); 4一一光电探油器z5一一示波器.5.17.2 测试步骤圄14重复额率和脉冲宽度测试装置框圄重复频率的测试按照以下步骤进行z. ( 25 ) a) 按照图14建立测试装置，首先按图示顺序摆放和连接测试仪器，
38、使用光闸(适用时)，调节进入光电探测器(激光披形探测器的激光Fb) 根据被测半导体激光器输出光强设置示波器的挡位zc) 给被测激光器加电到规定的工作状态pd) 示波器记录光脉冲披形(见图15)。18 GB/T 31359-2015 强度。100% T P 4 5佛也t, t. 时间(。圄15示波器记录的光脉冲边形5.17.3 数据处理按式(26)计算重复频率z1一巳一一FJ . ( 26 ) 式中zf一重复频率，单位为赫兹(Hz); Tp一一脉冲周期，单位为微秒(S) 5.18 脉冲宽度5.18.1 测试装置测试装置框图见图14.5.18.2 测试步骤脉冲宽度的测试按照以下步骤进行za) 按照
39、图14建立测试装置，首先按罔示顺序摆放和连接测试仪器，使用光闸适用时)，调节进入光电探测器激光波形探测器的光zb) 根据被测半导体激光器输出光强设置示波器的挡位Fc) 给被测激光器加电到规定的工作状态;d) 示披器记录光脉冲波形(见图15)。5.18.3 数据处理按式(27)计算脉冲宽度z=t2 - t ( 27 ) 式中zr 一一脉冲宽度，单位为微秒(IlS); t和t2一一脉冲最大值的50%处对应的时间点，单位为微秒(S)。5.19 光强分布5.19.1 扫描法(仲裁法)5.19.1.1 测试装置测试装置框图见图16.19 GB/T 31359-2015 -ZEE-qd Ftt 说明21
40、半导体激光器;2一一驱动电源z3-一旋转平移台54一一取样装置z5一一激光强度测量仪.圄16光强分布测试装置框圄扫描法)5.19. 1.2 测试步骤扫描法的测试按照以下步骤进行za) 按照图16建立测试装置，首先将激光器水平固定，确保激光器发光几何中心与取样装置的几何中心等高zb) 扫描为二维扫描，以发光面几何中心为原点，设定垂直于发光面的法线方向为z轴，建立笛卡尔坐标系pc) 以垂直于发光面的平面作为扫描面，以在原点处垂直于扫描面(过原点)与发光面的交线为扫描基准线，带扫描基准线改变扫描步进，按规定的扫描半径和步长，旋转取样装置或旋转被测激光器，每次扫描以扫描基准线为轴旋转在扫描面上进行扫描
41、，见图17;d) 按规定的扫描面步进，完成扫描基准线上全部扫描Fd 记录每次扫描面在扫描基准线上距原点的距离sf) 记录取样装置相对于扫描中心的角度。以及对应光强度1，绘制出光强曲面(1-6y曲面)，参见附录A中的图A.1.注1:测量位置处每个发光单元对光强都应有贡献，对于多个发光点的半导体激光器，扫描半径至少大于扫描方向激光器光斑尺寸的50倍.注2:取梓装置透光面积应小于被测半导体激光器光斑尺寸的1/50.注3:经过多次光学整形后的半导体激光器光强分布测量方法参照GB/T24664. 20 GB/T 31359-2015 取样装直半导体激光器扫描基准线固17扫描法测试光强分布示意固5.19.
42、1.3 数据处理光强分布可以通过不同位置的强度来表征，根据记录的I、6、y值，绘制出光强曲面(-6y曲面), 参照图A.1.5.19.2 电荷辑舍元件(CCD)成像法5.19.2.1 测试摸置测试装置框图见图18.说明z1一一半导体激光器F2一一驱动电源自3 衰减器(适用时)I 4一一-CCD.5.19.2.2 测试步骤圈18CCD成像法测试装置框圄利用CCD成像法测试光强分布按以下步骤进行z21 GB/T 31359-2015 a) 按照图18建立测试装置，首先将激光器固定在测试平台上Fb) 给激光器加电流至工作电流z。在远远大于瑞利长度的位置，使用CCD对光斑进行拍照，拍照时确保激光器发出
43、的全部光人射到CCD探测面内，通过调节衰减器使CCD感光不出现饱和，然后对图片进行灰度分析，绘制出灰皮值像素点曲线，见图190注2本方法适用于激光发散角较小的半导体激光糯.灰皮值像素点圄19灰度值-像章点曲钱圄5.19.2.3 数据处理灰度值-像素点曲线见图19，每个像素点都对应一个灰度值。最大灰皮值对应最大光强，最小灰度值对应最小光强。光强分布可以通过图片上每个像素点的灰皮分布来表征。5.19.3 漫反射成像法5.19.3.1 翻试装置测试装置框图见图200说明21一半导体激光帮z2一一驱动电源z3一一漫反射屏54一衰减器适用时); 5一-CCD或者相机.22 圄20逼反射成像法制试装置框圄
44、GB/T 31359-2015 5.19.3.2 测试步骤利用漫反射成像法测试光强分布按以下步骤进行za) 按照图20建立测试装置，首先将激光器固定在测试平台上zb) 给激光器加电流至工作电流zc) 在远远大于瑞利长度的位置，使用CCD或相机对漫反射屏的光斑进行拍照，拍照时确保屏上的光斑全部在CCD或相机的成像范围内，通过调节衰减装置使CCD或相机感光不出现饱和，然后对图片进行灰度分析。5.19.3.3 数据处理光斑图片上每个点都可以得到一个灰度值，绘制出灰度稳素曲线，见图19.最大灰皮值对应最大光强，最小灰度值对应最小光强。光强分布通过图片上每个像素点的灰度分布来表征。5.20 光束宽度5.
45、20.1 测试装置测试装置框图见图16.5.20.2 测试步骤光束宽度测试按照以下步骤进行za) 测试步骤按照5.19.1.2获得光强分布:b) 以fJ-I-y曲面参照图A.1，最大峰值光强的一半高度处(或其他约定位置)与z轴方向的垂直相交面，所对应的最大垂直宽度为光束宽度值。5.20.3 数据处理按式(28)计算光束宽度z.d=ldz-dl 式中z.d 一一光束宽度，单位为毫米(mm);dl和dz一一最大宽度对应的坐挥位置，单位为毫米(mm)。5.21 快轴发散角和慢轴发散角5.2 1. 1 光斑尺寸法5.21.1.1 测试装置测试装置框图见图16.5.2 1. 1.2 测试步骤利用光斑尺寸法测试快轴发散角和慢轴发散角按照以下步骤进行za) 测试步骤按照5.20.2测出光束宽度F ( 28 ) b) 在距发光面一定距离处，利用快轴方向光束宽度和慢轴方向的光束宽度，计算出快轴发散角和慢轴发散角。23 GB/T 31359-2015 5.21.1.3 数据处理按式(29)计算快轴发散角z按式(30)计算慢轴发散角z式中201.一一快轴发散角，单位为度C);0/1一一慢轴发散角，单位为度(0); 几=2X去0/1 =2 X arctan去d1.一一快轴光束宽度的一
