窄線寬穩(wěn)頻半導體激光器的制造方法
【專利摘要】一種窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中包括：一激光器芯片；一第一光學透鏡、一光隔離器、一第二光學透鏡和一透鏡光纖，該第一光學透鏡、光隔離器、第二光學透鏡和透鏡光纖依次位于激光器芯片一側(cè)的光路上；一半反射鏡，其位于激光器芯片另一側(cè)的光路上，且與光路成一預定角度，將激光器芯片的光部分反射；一第一光電探測器，其位于半反射鏡反射的光路上；一法布里珀羅光學濾波器，其位于半反射鏡的一側(cè)，且與半反射鏡在同一光路；一第二光電探測器，其位于法布里珀羅光學濾波器的一側(cè)，且與半反射鏡在同一光路；以上元件均安裝在一金屬基座上。本發(fā)明此封裝裝置方便外部電路對激光器進行波長穩(wěn)定控制和線寬壓窄。
【專利說明】窄線寬穩(wěn)頻半導體激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電子器件封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種窄線寬穩(wěn)頻半導體激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]單片集成窄線寬高穩(wěn)頻激光器不但在通信領(lǐng)域有巨大需求，同時還是信道化衛(wèi)星通信、氣體光譜檢測、光纖水聽器、光纖陀螺等設(shè)備的核心光源。國外從上個世紀80年代開始，投入了大量的人力物力對窄線寬激光器進行了深入的研究。目前主要采用衍射光柵進行外腔光反饋。一般來說，外腔激光器主要由半導體光放大器和衍射光柵組成。利用外腔光柵反饋技術(shù)，進行線寬壓窄需要準確地校準激光器與外腔的相對位置。因此，這一技術(shù)必然容易受到外界干擾，在實際操作中需要精細校準。為克服這一缺點，有人提出了一種基于相位共軛鏡的外腔反饋激光器結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是相位共軛鏡可以自校準，他們將激光器的線寬壓窄到了 100kHz。在實際應用中，不僅需要對激光器的線寬進行壓窄的，還需要對激光器的輸出光進行穩(wěn)頻。一些科研人員利用與激光器分離的Fabry-Perot腔做為光反饋元件，實現(xiàn)了半導體激光器的自穩(wěn)頻并。為進一步提升激光器的頻率穩(wěn)定性，可將外腔反饋激光器穩(wěn)定在銣的飽和吸收峰上，從而獲得了線寬為15kHz，長期穩(wěn)定性達到IOkHz的外腔激光器。窄線寬激光器的穩(wěn)頻也可以通過相位共軛反饋來實現(xiàn)，人們利用這一技術(shù)將激光器的線寬從5MHz壓窄到25kHz。
[0003]半導體穩(wěn)頻激光器相比如現(xiàn)有的光纖窄線寬激光器最大的優(yōu)勢在于的穩(wěn)定性、可靠性以及規(guī)模生產(chǎn)的低成本。運用成熟的半導體光電子器件工藝，本項目產(chǎn)品在芯片制備環(huán)節(jié)，可以達到80%以上的良品率，芯片的一致性也非常好，采用激光焊接和平行封焊，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率。
[0004]本專利提出一種應用于半導體激光器的封裝結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)半導體激光器的線寬壓窄和波長穩(wěn)定。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種窄線寬穩(wěn)頻半導體激光器的封裝方法，該方案中，半導體激光器芯片的封裝集成了光濾波器用于監(jiān)測激光器的波長漂移，封裝中加入了半反射鏡，將背向激光分成兩路后，分別進入光探測器進行光強度探測。此封裝裝置方便外部電路對激光器進行波長穩(wěn)定控制和線寬壓窄。
[0006]本發(fā)明提供一種窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中包括:
[0007]—激光器芯片；
[0008]—第一光學透鏡、一光隔離器、一第二光學透鏡和一透鏡光纖，該第一光學透鏡、光隔離器、第二光學透鏡和透鏡光纖依次位于激光器芯片一側(cè)的光路上；
[0009]一半反射鏡，其位于激光器芯片另一側(cè)的光路上，且與光路成一預定角度，將激光器芯片的光部分反射；
[0010]一第一光電探測器，其位于半反射鏡反射的光路上；[0011]一法布里珀羅光學濾波器，其位于半反射鏡的一側(cè)，且與半反射鏡在同一光路；
[0012]一第二光電探測器，其位于法布里珀羅光學濾波器的一側(cè)，且與半反射鏡在同一光路；
[0013]以上元件均安裝在一金屬基座上。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:該封裝方案設(shè)計的半導體激光器能通過外部激光器驅(qū)動電路，有效的獲取波長抖動信息，通過電路控制能獲得長期的激光器波長穩(wěn)定性，并且能很方便的通過外部電路實現(xiàn)激光器的線寬壓窄。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為進一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附圖詳細說明如后，其中:
[0016]圖1是本發(fā)明提供的窄線寬穩(wěn)頻半導體激光器封裝設(shè)計圖；
【具體實施方式】
[0017]請參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中包括:
[0018]一種窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中包括:
[0019]一激光器芯片I，所述的激光器芯片I發(fā)射波長為紅外光波段；
[0020]—第一光學透鏡2、一光隔離器3、一第二光學透鏡4和一透鏡光纖5,該第一光學透鏡2、光隔離器3、第二光學透鏡4和透鏡光纖5依次位于激光器芯片I 一側(cè)的光路上；
[0021]一半反射鏡6，其位于激光器芯片I另一側(cè)的光路上，且與光路成一預定角度，將激光器芯片I的光部分折射，所述半反射鏡6與激光器芯片I輸出光路的夾角為90度,所述半反射鏡6的波長和法布里珀羅光學濾波器8的濾波波長與激光器芯片I的波長一致，所述半反射鏡6為一部分光功率反射，另外一部分光功率透射的光學器件；
[0022]一第一光電探測器7，其位于半反射鏡6折射的光路上；
[0023]一法布里珀羅光學濾波器8，其位于半反射鏡6的一側(cè)，且與半反射鏡6在同一光路；
[0024]一第二光電探測器9，其位于法布里珀羅光學濾波器8的一側(cè)，且與半反射鏡6在同一光路；
[0025]以上元件均安裝在一金屬基座10上。
[0026]從本發(fā)明描述可以看出，激光器的背向光通過半反射鏡6從光路上分為兩路，其中一路經(jīng)過法布里珀羅光學濾波器濾波后進入光電探測器進行光強度探測，另外一路光未經(jīng)濾波直接進入另外一個光電探測器進行光強度探測。通過比較著兩路光強度大小，可以獲得激光器的波長信息，從而能夠在激光器的外圍驅(qū)動電路上對其進行線寬壓窄和波長穩(wěn)定性控制。本發(fā)明中的激光器封裝通過一體化金屬封裝設(shè)計，增強了封裝的可靠性，保證了產(chǎn)品的精度和一致性。
[0027]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中包括: 一激光器芯片； 一第一光學透鏡、一光隔離器、一第二光學透鏡和一透鏡光纖，該第一光學透鏡、光隔離器、第二光學透鏡和透鏡光纖依次位于激光器芯片一側(cè)的光路上； 一半反射鏡，其位于激光器芯片另一側(cè)的光路上，且與光路成一預定角度，將激光器芯片的光部分反射； 一第一光電探測器，其位于半反射鏡反射的光路上； 一法布里珀羅光學濾波器，其位于半反射鏡的一側(cè)，且與半反射鏡在同一光路； 一第二光電探測器，其位于法布里珀羅光學濾波器的一側(cè)，且與半反射鏡在同一光路； 以上元件均安裝在一金屬基座上。
2.如權(quán)利要求1所述的窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中的激光器芯片發(fā)射的波長為紅外光波段。
3.如權(quán)利要求1所述的窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中半反射鏡與激光器芯片輸出光路的夾角為70-110度。
4.如權(quán)利要求1所述的窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中半反射鏡的波長和法布里珀羅光學濾波器的濾波波長與激光器芯片的波長一致。
5.如權(quán)利要求3所述的窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中半反射鏡為一部分光功率反射，另外一部分光功率透射的光學器件。
【文檔編號】H01S5/026GK103682979SQ201310728387
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】陳偉, 祝寧華, 劉建國 申請人:中國科學院半導體研究所