1．目的及意义

1.1 研究目的及意义

随着技术的不断发展和突破，半导体激光器正向发射波长更短、发射功率更大、超小型、长寿命的方向发展，以满足各种应用的需要，产品种类日益丰富。在激光加工、3D打印、激光雷达、激光测距、军事、医疗和生命科学等方面也得到了大量应用。另外，通过耦合进光纤进行传输，大功率直接半导体激光器在切割和焊接领域得到了广泛应用。而在半导激光器的应用中，参数直接影响激光器的性能，在生产实践中，半导体激光器性能主要通过其性能参数进行表征。这些参数在一定程度上体现了半导体激光器工作原理、物理特性，为评价其性能提供了依据。光通信系统中,用户对于半导体激光器的高可靠性和低成本的期望越来高。在各个应用领域中,用户需要根据自身需求,对所用的半导体激光器的各项特性参数和指标有所了解尤为必要。

半导体激光器的测试经历了人工测试、自动测试到嵌入式测试的发展过程。特性测试自半导体激光器发明以来一直是器件设计和应用中的关键技术，它既是检验半导体激光器正常工作特性的重要步骤，又为研究半导体激光器本身的特性提供重要依据。综上所述,对半导体激光器特性参数的测定工作,不论是生产厂商还是用户,都有极为重要的意义

1.2国内外研究现状

早期半导体激光器的测试受到微电子技术、控制技术和计算机技术的限制，主要是通过电流表、电压表进行手动测试。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，自动化测试技术发生重大飞跃，在半导体激光器特性测试领域形成了全数字测试、数模混合测试的测试模式，实现了以计算机为处理核心，传感器和测试设备为采集端的半导体激光器特性参数自动测试。

1976 年，美国贝尔实验室的 Thomos L. Paoli 和 Peter A. Barnes 提出了一种能够测量双异质结 AlGaAs 半导体激光器阈值电流的方法。在此基础之上，国外开始出现采用电导数测试的方法来研究半导体激光器的相关特性，同时出现了利用结电压饱和特性测量双异质结激光器的方法。

1981 年，P. D. Wright建立了掩埋异质结 InGaAsP 激光器基于电导数方法的等效电路模型。1985 年，贝尔实验室的 M. M. Choy 在前人的工作基础上首次提出利用阈值后电导数曲线的参数来对退化快的器件进行筛选。他还通过 InGaAsP 半导体激光器实验为自己的论点提供论据。该方法利用结电压饱和特性，即当半导体激光器的驱动电流达到其阈值电流以后，其结电压会饱和，所以其电导数曲线(IdV/dI-I)在阈值电流处会有下沉，阈值电流前后的曲线部分都大致是线性的。

进入 21 世纪以后，国内外陆续研制出一系列用于半导体激光器参数测试的系统。例如暨南大学研制的 P-I 特性虚拟仪器，美国 Newport 公司研制的一系列测试仪，亢俊健等人研制的激光器连续测试系统，日本 Advantest 公司的Q8611 测试系统，以及美国 Keithley 公司的光强-电流-电压测试系统。此后，半导体激光器测试技术在各类先进测试系统相继问世下得到快速发展。{title}

2. 研究的基本内容与方案

{title}

本系统采用数字技术方法测试半导体激光器的特性参数，为研究半导体激光器测试算法，需要获取激光器数据，为此首先搭建半导体激光器参数测试系统。

该系统由一个嵌入式系统和一台PC机组成。嵌入式系统将基于stm32单片机平台，执行对半导体激光器基本参数的测试、采集功能，并通过UART与PC机通信、将测得的数据传给PC机。LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面，在PC机中可以使用LABVIEW编写一个集显示、数据处理功能的上位机，其中的数据处理部分将使用MATLAB完成，并通过LABVIEW显示出处理后得到的半导体激光器特性曲线以及计算出的几个特性参数。

在实际应用场合中,考虑一个半导体激光器的好坏,是以其特性参数来进行评判的。半导体激光器的特性参数主要有电压-电流特性、监视光电流-电流特性、光功率-电流特性和阈值特性等。在半导体激光器特性参数测试中，嵌入式系统主要完成的任务就是：在正常工作状态下,测量半导体激光器的正向工作电压、监视光电流和光功率。