一種耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體激光器陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體激光器陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體激光器陣列的光纖耦合中，幾乎所有的光學(xué)元件都需要實(shí)現(xiàn)高精度的調(diào)節(jié)和緊固，尤其是單模光纖組的耦合固定。而在實(shí)現(xiàn)光纖耦合的調(diào)節(jié)和緊固過程中，高精度的調(diào)節(jié)緊固裝置是必不可少的。通常情況下，采用精密度極高的多維調(diào)整架可以使光纖的空間位置達(dá)到近乎理想狀態(tài)，然而在緊固光纖時(shí)卻常常出現(xiàn)由于應(yīng)力問題，接觸面不平整等原因，致使光學(xué)元器件在緊固后總會(huì)出現(xiàn)位置跑點(diǎn)，影響耦合效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)和使用該固定結(jié)構(gòu)的光纖耦合半導(dǎo)體激光器陣列。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:一種耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)，包括固定基板和微立柱陣列；所述微立柱陣列的各微立柱獨(dú)立交錯(cuò)分布于固定基板上；所述微立柱內(nèi)具有焊錫體；所述焊錫體具有一微孔，需要固定的耦合光纖穿設(shè)于該微孔內(nèi)；耦合時(shí)，調(diào)節(jié)好耦合光纖位置后，再將該耦合光纖固定于所述微孔上。
[0005]進(jìn)一步的，所述微立柱上端具有一通槽，所述焊錫體為一帶微孔的焊錫顆粒，設(shè)于所述通槽內(nèi)，微孔與通槽的開口方向一致。
[0006]進(jìn)一步的，所述微立柱為一不銹鋼柱，其通槽內(nèi)表面與所述焊錫體接觸的部分為鍍金表面。
[0007]進(jìn)一步的，所述微立柱為一帶孔空心管，管內(nèi)灌注焊錫體，焊錫體與空心管的孔相對(duì)的位置具有一通孔，空心管的孔與焊錫體的通孔相對(duì)構(gòu)成所述微孔。
[0008]進(jìn)一步的，所述空心管為不銹鋼管，其內(nèi)表面與焊錫體接觸的部分為鍍金表面。
[0009]進(jìn)一步的，所述固定基板為一散熱基板。
[0010]進(jìn)一步的，所述各相鄰微立柱交錯(cuò)分布，分別獨(dú)立固定于所述固定基板上。
[0011]本發(fā)明使用上述固定結(jié)構(gòu)的光纖耦合半導(dǎo)體激光器陣列，包括LD陣列、微透鏡組陣列和耦合光纖陣列；其中，所述耦合光纖陣列由如上所述的耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)固定；LD陣列發(fā)出的激光經(jīng)微透鏡組陣列耦合到耦合光纖陣列對(duì)應(yīng)的耦合光纖內(nèi)。
[0012]進(jìn)一步的，所述LD陣列的各發(fā)光單元等間距設(shè)于一熱沉上。
[0013]進(jìn)一步的，所述微透鏡組陣列的單個(gè)微透鏡組包括依光路設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡和聚焦透鏡；所述耦合光纖為單模光纖、單一多模光纖或多模光纖。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:通過采用各單元交錯(cuò)分布、分別獨(dú)立固定的微立柱陣列加焊錫固定耦合光纖陣列的各耦合光纖，具有較高的溫度穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性；可用于單模光纖、單一多模光纖或多模光纖的耦合固定；而且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、精度高，更適合于小型化工藝調(diào)試。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)實(shí)施例一示意圖；
圖2為本發(fā)明耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)實(shí)施例二示意圖；
圖3為本發(fā)明光纖耦合半導(dǎo)體激光器陣列實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)不:10、固定結(jié)構(gòu)；11、固定基板；12、微立柱；13、焊錫體；131、微孔；20、奉禹合光纖；30、LD陣列；40、熱沉；50、微透鏡組；51、準(zhǔn)直透鏡；52、聚焦透鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0018]本發(fā)明通過采用各單元交錯(cuò)分布、分別獨(dú)立固定的微立柱陣列加焊錫固定耦合光纖陣列的各耦合光纖，具有較高的溫度穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性；可用于單模光纖、單一多模光纖或多模光纖的耦合固定；而且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、精度高，更適合于小型化工藝調(diào)試。具體的，該耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)，包括固定基板和微立柱陣列。其中，微立柱陣列的各微立柱獨(dú)立交錯(cuò)分布于固定基板上；所述微立柱內(nèi)具有焊錫體；所述焊錫體具有一微孔，需要固定的耦合光纖穿設(shè)于該微孔內(nèi)；耦合時(shí)，調(diào)節(jié)好耦合光纖位置后，再將該耦合光纖固定于所述微孔上。
[0019]如圖1所示的實(shí)施例一，該實(shí)施例中，微立柱12上端具有一通槽，所述焊錫體13為一帶微孔131的焊錫顆粒，設(shè)于所述通槽內(nèi)，微孔131與通槽的開口方向一致，所需固定的耦合光纖20可以插入該微孔131內(nèi)，進(jìn)行調(diào)節(jié)耦合。當(dāng)調(diào)節(jié)好耦合光纖20的位置后，再使用激光熔化焊錫體13，當(dāng)焊錫完全包容耦合光纖20，并填充微立柱12通槽壁與耦合光纖20之間的間隙時(shí)，再將焊錫冷卻，這樣可以保證固定精度在微米數(shù)量級(jí)。且各相鄰微立柱12交錯(cuò)分布，分別獨(dú)立固定于固定基板11上，即相鄰微立柱12依次一前一后錯(cuò)開，可以增加微立柱12的尺寸空間。例如，LD陣列相鄰發(fā)光單元之間的間隔為0.5mm，則微立柱12的最大外徑可以達(dá)到0.8mm。而且各微立柱12互相獨(dú)立，互不相連，這樣各微立柱12固定的耦合光纖20位置相互不會(huì)受到影響，在激光熔化焊錫體13固定耦合光纖20時(shí)，已經(jīng)固定好的耦合光纖20位置不會(huì)因熱應(yīng)力或機(jī)械應(yīng)力而受影響，如此可以將該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于LD陣列光纖耦合的半自動(dòng)化制作。
[0020]其中，可以事先在微立柱上將焊錫體制作成填充微立柱的一部分，并且在焊錫體上耦合光纖穿過的位置預(yù)制微孔；或是將焊錫體制作成能和耦合光纖纖芯配合的帶微孔焊錫顆粒，在調(diào)節(jié)前先將耦合光纖穿入焊錫顆粒中，并調(diào)節(jié)好耦合光纖，最后實(shí)施焊接。
[0021]如圖2所示的實(shí)施例二，與實(shí)施例不同的是，其中微立柱12為一帶孔空心管，管內(nèi)灌注焊錫體13，焊錫體13與空心管的孔相對(duì)的位置具有一通孔，空心管的孔與焊錫體的通孔相對(duì)構(gòu)成所述微孔131。其中，焊錫體13通孔的制作，可以采用將一個(gè)不沾焊錫的細(xì)棒穿過空心管的孔，再向空心管內(nèi)注入焊錫，待熔化焊錫冷卻后再抽出該細(xì)棒，即可獲得一通孔。耦合時(shí)，將耦合光纖20插入微立柱12的微孔131內(nèi)，調(diào)節(jié)好位置后，再使用激光熔化焊錫，以固定耦合光纖20，可以保證固定精度在微米數(shù)量級(jí)。
[0022]上述各實(shí)施例中，微立柱12可以采用不銹鋼柱或不銹鋼管，且不銹鋼柱的通槽內(nèi)表面或不銹鋼管的內(nèi)表面與焊錫體13接觸的部分均為鍍金表面。其中，固定基板11為具有高導(dǎo)熱系數(shù)的散熱基板。
[0023]如圖3所示為本發(fā)明的光纖耦合半導(dǎo)體激光器陣列，包括LD陣列30、微透鏡組50陣列和耦合光纖20陣列；其中，耦合光纖20陣列由如上所述的耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)10固定；LD陣列30發(fā)出的激光經(jīng)微透鏡組50陣列耦合到耦合光纖20陣列對(duì)應(yīng)的耦合光纖20內(nèi)。
[0024]LD陣列30各發(fā)光單元等間距設(shè)于一熱沉40，微透鏡組50陣列的單個(gè)微透鏡組50包括依光路設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡51和聚焦透鏡52。LD陣列30各發(fā)光單元發(fā)出的激光分別經(jīng)準(zhǔn)直透鏡51準(zhǔn)直之后由聚焦透鏡52會(huì)聚耦合到耦合光纖20內(nèi)。其中，耦合光纖20可以是單模光纖、單一多模光纖或多模光纖。
[0025]采用上述固定結(jié)構(gòu)10固定該耦合光纖20陣列，耦合光纖20穿過微立柱12的微孔131后，將其光纖頭放置在聚焦透鏡52焦點(diǎn)處，進(jìn)行耦合調(diào)節(jié)，待調(diào)節(jié)完成后，通過焊錫體13將耦合光纖20固定在微立柱12上。各相鄰微立柱12交錯(cuò)分布，分別獨(dú)立固定于固定基板11上，即相鄰微立柱12依次一前一后錯(cuò)開，可以增加微立柱12的尺寸空間。而且各微立柱12互相獨(dú)立，互不相連，這樣各微立柱12固定的耦合光纖20位置相互不會(huì)受到影響，在激光熔化焊錫體13固定耦合光纖20時(shí)，已經(jīng)固定好的耦合光纖20位置不會(huì)因熱應(yīng)力或機(jī)械應(yīng)力而受影響，如此可以應(yīng)用于LD陣列光纖耦合的半自動(dòng)化制作，具有較高的溫度穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。
[0026]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明做出的各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括固定基板和微立柱陣列；所述微立柱陣列的各微立柱獨(dú)立交錯(cuò)分布于固定基板上；所述微立柱內(nèi)具有焊錫體；所述焊錫體具有一微孔，需要固定的耦合光纖穿設(shè)于該微孔內(nèi)；耦合時(shí)，調(diào)節(jié)好耦合光纖位置后，再將該耦合光纖固定于所述微孔上。
2.如權(quán)利要求1所述耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述微立柱上端具有一通槽，所述焊錫體為一帶微孔的焊錫顆粒，設(shè)于所述通槽內(nèi)，微孔與通槽的開口方向一致。
3.如權(quán)利要求2所述耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述微立柱為一不銹鋼柱，其通槽內(nèi)表面與所述焊錫體接觸的部分為鍍金表面。
4.如權(quán)利要求1所述耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述微立柱為一帶孔空心管，管內(nèi)灌注焊錫體，焊錫體與空心管的孔相對(duì)的位置具有一通孔，空心管的孔與焊錫體的通孔相對(duì)構(gòu)成所述微孔。
5.如權(quán)利要求4所述耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述空心管為不銹鋼管，其內(nèi)表面與焊錫體接觸的部分為鍍金表面。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述固定基板為一散熱基板。
7.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述稱合光纖陣列固定結(jié)構(gòu),其特征在于:所述各相鄰微立柱交錯(cuò)分布，分別獨(dú)立固定于所述固定基板上。
8.一種光纖耦合半導(dǎo)體激光器陣列，包括LD陣列、微透鏡組陣列和耦合光纖陣列，其特征在于:所述耦合光纖陣列由如權(quán)利要求1-7所述的耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)固定；LD陣列發(fā)出的激光經(jīng)微透鏡組陣列耦合到耦合光纖陣列對(duì)應(yīng)的耦合光纖內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述光纖耦合半導(dǎo)體激光器陣列，其特征在于:所述LD陣列的各發(fā)光單元等間距設(shè)于一熱沉上。
10.如權(quán)利要求8所述光纖耦合半導(dǎo)體激光器陣列，其特征在于:所述微透鏡組陣列的單個(gè)微透鏡組包括依光路設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡和聚焦透鏡；所述耦合光纖為單模光纖、單一多模光纖或多模光纖。
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)，包括固定基板和微立柱陣列；其中微立柱陣列的各微立柱獨(dú)立交錯(cuò)分布于固定基板上；微立柱內(nèi)具有焊錫體；焊錫體設(shè)有一微孔，需要固定的耦合光纖穿設(shè)于該微孔內(nèi)。還公開了使用該固定結(jié)構(gòu)的光纖耦合半導(dǎo)體激光器陣列，包括LD陣列、微透鏡組陣列和耦合光纖陣列，其中耦合光纖陣列由如上所述的耦合光纖陣列固定結(jié)構(gòu)固定。本發(fā)明通過采用各單元交錯(cuò)分布、分別獨(dú)立固定的微立柱陣列加焊錫固定耦合光纖陣列的各耦合光纖，具有較高的溫度穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性；可用于單模光纖、單一多模光纖或多模光纖的耦合固定；而且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、精度高，更適合于小型化工藝調(diào)試。
【IPC分類】G02B6-43, H01S5-06
【公開號(hào)】CN104730658
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310707492
【發(fā)明人】吳礪, 校金濤, 賀坤
【申請(qǐng)人】福州高意通訊有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月20日