ICS31.260 L51 中华人民共和国国家标准 GB/T31359—2015 半导体激光器测试方法 Testmethodsofsemiconductorlasers 2015-02-04发布 2015-08-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语、定义和符号 1 ………………………………………………………………………………………… 3.1 术语和定义 1 ………………………………………………………………………………………… 3.2 符号和单位 1 ………………………………………………………………………………………… 4 测试条件及要求 2 ………………………………………………………………………………………… 4.1 环境要求 2 …………………………………………………………………………………………… 4.2 测试仪器及计量要求 2 ……………………………………………………………………………… 4.3 激光安全要求 2 ……………………………………………………………………………………… 4.4 被测产品正常工作要求 3 …………………………………………………………………………… 4.5 其他要求 3 …………………………………………………………………………………………… 5 测试方法 3 ………………………………………………………………………………………………… 5.1 输出光功率测试 3 …………………………………………………………………………………… 5.2 平均功率测试 4 ……………………………………………………………………………………… 5.3 峰值功率测试 4 ……………………………………………………………………………………… 5.4 脉冲能量测试 6 ……………………………………………………………………………………… 5.5 输出功率不稳定度测试 7 …………………………………………………………………………… 5.6 输出能量不稳定度测试 8 …………………………………………………………………………… 5.7 工作电流 9 …………………………………………………………………………………………… 5.8 工作电压 10 …………………………………………………………………………………………… 5.9 阈值电流 11 …………………………………………………………………………………………… 5.10 斜率效率 12 ………………………………………………………………………………………… 5.11 电光转换效率 13 …………………………………………………………………………………… 5.12 波长-温度漂移系数 14 ……………………………………………………………………………… 5.13 峰值波长 15 ………………………………………………………………………………………… 5.14 谱宽度 16 …………………………………………………………………………………………… 5.15 中心波长 16 ………………………………………………………………………………………… 5.16 偏振度 17 …………………………………………………………………………………………… 5.17 重复频率 18 ………………………………………………………………………………………… 5.18 脉冲宽度 19 ………………………………………………………………………………………… 5.19 光强分布 19 ………………………………………………………………………………………… 5.20 光束宽度 23 ………………………………………………………………………………………… 5.21 快轴发散角和慢轴发散角 23 ……………………………………………………………………… 5.22 边模抑制比 25 ……………………………………………………………………………………… 5.23 截止频率 26 ………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 光强分布举例 28 …………………………………………………………………… ⅠGB/T31359—2015 前 言 本标准按照GB/T1.1—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: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、中国科学院半导 体研究所、北京国科世纪激光技术有限公司、武汉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: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、陈海蓉、仲莉、石朝辉、张恩、许海明、张国新。 ⅢGB/T31359—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(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB7247.1 激光产品的安全 第1部分:设备分类、要求 GB/T10320 激光设备和设施的电气安全 GB/T15313 激光术语 GB/T31358—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/T15313、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 单位 输出光功率 Pop mW,W 平均功率 Pavg mW,W 脉冲能量 E J,mJ 峰值功率 Pp mW,W 输出功率不稳定度 SPt — 输出能量不稳定度 SEt — 峰值波长 λp nm 谱宽度 ΔλFWHM nm 中心波长 λc nm 工作电流 Iop mA,A 工作电压 Vop mV,V 1GB/T31359—2015 表1(续) 术语 符号 单位 阈值电流 Ith mA,A 斜率效率 SE W/A 电光转换效率 ηp — 波长-温度漂移系数 k nm/K,nm/℃ 偏振度 Pd — 脉冲宽度 τ ms,μs,ns 重复频率 f Hz 快轴发散角 θ⊥ (°) 慢轴发散角 θ∥ (°) 光束宽度 Δd mm 边模抑制比 SMSR — 截止频率 fc Hz 4 测试条件及要求 4.1 环境要求 除非另有规定,测试环境条件应符合以下要求: a) 气压:86kPa~106kPa; b) 环境温度:20℃~25℃; c) 相对湿度:30%~70%; d) 环境洁净度:按照产品详细规范规定; e) 无光噪声和明显气流; f) 屏蔽电磁辐射(适用时,按照产品详细规范规定); g) 防止机械振动; h) 防静电(适用时)。 4.2 测试仪器及计量要求 除非另有规定,测试仪器应满足以下要求: a) 测试仪器量程满足被测半导体激光器参数范围; 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; c) 符合计量检定要求,且在计量有效期内。 4.3 激光安全要求 半导体激光器的安全要求应符合以下规定: a) 半导体激光器的辐射安全和防护应符合GB7247.1的规定; b) 半导体激光器配套的电系统应符合GB/T10320的规定。 2GB/T31359—2015 4.4 被测产品正常工作要求 除非另有规定,被测产品应满足以下工作要求: a) 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; b) 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: a) 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n≥10; 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 测试装置 测试装置框图见图1。 说明: 1———半导体激光器; 2———驱动电源; 3———光束整形器(适用时); 4———衰减器(适用时); 5———光闸(适用时); 6———激光功率计。 图1 输出光功率、平均功率和输出功率不稳定度测试装置框图 5.1.2 测试步骤 输出光功率测试按照以下步骤进行: a) 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;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 光接收面的中心入射; c) 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; d) 调节电源,给被测半导体激光器施加规定的工作电流; e) 按规定的时间间隔记录激光功率计的读数Pi。 5.1.3 数据处理 按式(1)计算输出光功率: 3GB/T31359—2015 Pop