半导体激光器测试方法 GB/T 31359

标准基本信息

GB/T 31359-2015《半导体激光器测试方法》于2015年2月4日发布，2015年8月1日实施，由中国机械工业联合会

提出，全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会（SAC/TC284）归口管理。

该标准规定了半导体激光器主要光电参数的测试方法，适用于波长范围400 nm～2000 nm的单管、阵列及模块化半

导体激光器，涵盖连续波（CW）和脉冲（Pulsed）两种工作模式。半导体激光器组件也可参考执行。

主要测试项目

光学参数测试

输出光功率测试：测量连续或脉冲工作状态下的输出光功率。测试装置包括驱动电源、光束整形器（适用时）、衰减

器（适用时）、光闸（适用时）和激光功率计。被测光斑应投射到激光功率计光接收面直径的2/3区域内。

平均功率测试：测量脉冲激光器的平均光功率。

峰值功率测试：测量脉冲激光器的峰值功率。可通过两种方法测试：一是通过脉冲能量和脉冲宽度计算，二是直接使

用峰值功率计测量。

脉冲能量测试：测量脉冲激光器每个脉冲的能量，可通过直接测试法、平均功率法或峰值功率法三种方式获得。

输出功率不稳定度测试：评估输出光功率的波动情况。在规定测试时间周期内均分n次（通常n≥10）取值，通过计算

标准偏差或最大值与最小值之差来评估不稳定度。

输出能量不稳定度测试：评估脉冲激光器输出脉冲能量的稳定性，测试方法与输出功率不稳定度类似。

光谱特性测试

峰值波长测试：测量发射光谱中强度最高的波长。

中心波长测试：确定发射光谱的中心位置。

光谱宽度测试：测量发射光谱的宽度（通常指半高全宽FWHM），反映激光器的单色性。

边模抑制比测试：评估主模与边模之间的功率比，反映单模特性。使用光谱分析仪测量强度-波长曲线，按公式

MSR=10lg(I₀/I₁)计算，其中I₀为峰值光强，I₁为除峰值外最大强度。

波长-温度漂移系数测试：评估波长随温度变化的特性。通过在不同温度下测量峰值波长，计算单位温度变化引起的波

长漂移量。

光束质量测试

光强分布测试：测量输出光束在空间中的强度分布，通常采用扫描法或CCD成像法。

光束宽度测试：测量输出光束的宽度，评估光束质量。

快轴发散角测试：测量光束在快轴方向（垂直于结平面）上的发散角度。

慢轴发散角测试：测量光束在慢轴方向（平行于结平面）上的发散角度。

光束质量因子测试：综合评估光束质量，通常用M²因子衡量，数值越接近1表示光束质量越好。

偏振度测试：测量输出光的偏振特性。

电学参数测试

工作电流测试：测量正常工作时所需的电流。

工作电压测试：测量正常工作时两端的电压。

阈值电流测试：确定开始产生激光输出所需的最小电流。采用L-I（光-电流）曲线法，通过线性外推法确定阈值点，

测试时电流扫描速率应缓慢（通常≤1mA/s）以避免热效应干扰。

斜率效率测试：评估输出光功率与注入电流之间的线性关系斜率（dP/dI）。在L-I曲线的线性区域选取工作电流的

90%和30%对应的点，按公式SE=ΔP/ΔI计算，单位为W/A或mW/mA。

电光转换效率测试：计算将电能转换为光能的效率，按公式ηₛ=(P_F/(I_F×V_F))×100%计算。

脉冲特性测试（针对脉冲激光器）

重复频率测试：测量脉冲激光器的脉冲重复频率。

脉冲宽度测试：测量脉冲激光器每个脉冲的持续时间。

占空比测试：评估脉冲激光器的占空比特性。

截止频率测试：评估在调制信号作用下能够正常工作的最高频率。通过对激光器施加直流偏置电流并叠加交变正弦

调制电流，测量输出光功率相对初始值下降3dB时对应的调制频率。

数据处理要求

标准对各项参数的数据处理方法都给出了明确的计算公式。测试数据应为该参数重复测试n次的平均值，通常n≥10。

记录数据时应同时记录必要的工作条件，包括工作电流、热沉温度等。

标准意义与价值

GB/T 31359-2015的实施为半导体激光器的研发、生产、检验及应用提供了统一、科学、可重复的测试依据，有效

解决了此前国内测试方法多样、结果缺乏可比性的问题。该标准等效采用了IEC相关技术文件，与国际先进水平保持

同步，有利于我国产品进入国际市场，同时也为国产激光器的性能验证、技术对标和质量提升提供了有力支撑，对推

动中国光电子产业的技术进步和国际竞争力提升具有重要意义。