專利名稱：同軸封裝的半導(dǎo)體激光器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種同軸封裝的半導(dǎo)體激光器組件。
半導(dǎo)體激光器是利用自聚焦透鏡實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器與單模光纖的光耦合，其耦合效率可在大范圍內(nèi)人為控制，且耦合容差范圍寬。其光學(xué)系統(tǒng)的工作原理由

圖1所示。左邊的激光器發(fā)出的光有一定的發(fā)射性，經(jīng)中間的自聚焦透鏡把光束聚集后，耦合輸入右邊的芯徑為6-9μm的單模光纖中，其耦合效率可通過(guò)自聚焦透鏡系統(tǒng)的物距、象距來(lái)調(diào)整，其最高耦合效率可達(dá)40％以上。目前國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體激光器普遍采用雙列直插式封裝工藝，這種封裝技術(shù)直接在單模光纖上制作錐形透鏡，再與激光器對(duì)準(zhǔn)耦合。固定技術(shù)則采用非同軸結(jié)構(gòu)的激光焊接或焊料焊接固定，這種雙列直插式封裝技術(shù)工藝比較復(fù)雜，成本也較高。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種工藝簡(jiǎn)單，可靠性高，成本低的半導(dǎo)體激光器組件。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到制造一種同軸封裝半導(dǎo)體激光器，包括TO-46封裝的激光器組件、自聚焦透鏡、單模光纖、激光器同軸支架、光纖支架和自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架；TO-46封裝的激光器組件、自聚焦透鏡、單模光纖三者共軸線，分別位于同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件的左部、中部和右部，它們之間的距離根據(jù)組件的輸出功率大小要求，用自聚焦透鏡的成像關(guān)系公式確定；TO-46封裝激光器組件與激光器同軸支架密配相連，單模光纖穿入經(jīng)精加工的光纖支架中間的小孔；自聚焦透鏡和光纖支架固定在自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架的內(nèi)壁；同軸支架與自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)之間同軸連接。
附圖的圖面說(shuō)明如下；圖1是激光二極管組件的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。
圖2是同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是制造同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件專用夾具的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是同軸藕合封裝時(shí)專用夾具與半導(dǎo)體激光器組件之間的位置關(guān)系示意圖。
以下結(jié)合附圖和附圖所示的最佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
如圖2所示，同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件包括TO-46封裝的激光器組件1、自聚焦透鏡3、單模光纖4、圓筒形的激光器同軸支架2，圓柱形、中心軸線有一精細(xì)小孔的光纖支架5，以及圓柱形的自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架6；TO-46封裝的激光器組件1、自聚焦透鏡3、單模光纖4三者共軸線，分別位于同軸封裝半導(dǎo)體激光器的左部、中部和右部，它們之間的距離根據(jù)組件的輸出功率大小要求，用自聚焦透鏡的成像關(guān)系公式確定；TO-46封裝激光器組件1與激光器同軸支架2密配相連，單模光纖4穿入經(jīng)精加工、加工精度為1至4微米的光纖支架5中間的小孔；自聚焦透鏡3和光纖支架5用100至250℃的高溫膠粘貼在自聚膠透鏡、光纖系統(tǒng)支架6的內(nèi)壁；同軸支架2與自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架6之同用激光焊機(jī)焊接使兩者同軸相連。
單模光纖4的端部用金鋼砂紙研磨、拋光成與其軸線成6至12度夾角的斜面(41)。以防止端面光反射引起光纖輸出的非線性。
為使同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件在進(jìn)行同軸封裝時(shí)定位更方便、更準(zhǔn)確，本實(shí)用新型還設(shè)計(jì)了一種制造同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件的專用夾具8(圖3)，專用夾具8由左半部分81和右半部分82所組成，夾具的兩部分81和82通過(guò)兩個(gè)螺絲83牢固夾在一起；夾具體下半部分的內(nèi)壁組成一個(gè)圓形空腔，用來(lái)夾住圖2中的自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架6，夾具體的上部是四根均勻分布在圓周上的扇形柱84，每根柱的中心有一車有陰螺紋的絲孔，螺桿85與此孔旋配；調(diào)節(jié)上述四個(gè)螺桿85將激光器同軸支架2牢牢頂緊在光纖輸出光功率為最大的位置；夾具長(zhǎng)方體底座左右兩部分的接合處為階梯形齒合結(jié)構(gòu)86。
現(xiàn)對(duì)本實(shí)用新型同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件的工藝過(guò)程簡(jiǎn)單介紹如下首先將已組裝在TO—46管殼中的半導(dǎo)體激光器裝入激光器同軸支架2上，將單模光纖4穿入經(jīng)精加工的光纖支架5中，并用金鋼砂紙研磨單模光纖4的端部使其成為與軸線構(gòu)成6至12度夾角的斜面，再按照激光器組件需要輸出的光功率要求將自聚焦透鏡3、光纖支架5按要求的距離裝入自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架6中，然后將此支架固定在專用夾具8上，再把它固定到耦合微動(dòng)臺(tái)X、Y方向的調(diào)節(jié)平面上，將半導(dǎo)體激光器同軸支架2固定到耦合微動(dòng)臺(tái)的Z方向。調(diào)節(jié)兩者間的相對(duì)位置，使單模光纖4輸出光功率至最大。利用專用夾具8上中心對(duì)稱的四個(gè)螺桿85，將激光二級(jí)管同軸支架2與自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架6對(duì)準(zhǔn)固定在最佳位置(圖4所示)。最后把專用夾具8移離耦合臺(tái)，用激光焊機(jī)在激光二級(jí)管同軸支架2與自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架6間的接觸圓周上對(duì)稱均勻地焊接四個(gè)焊點(diǎn)7，完成焊接后放開(kāi)專用夾具8，即完成了激光二級(jí)管組件的同軸封裝工藝(俗名又叫子彈頭式封裝)。完整的同軸封裝的激光二級(jí)管組件的剖面圖如圖2所示。同軸耦合封裝專用夾具8與激光二極管組件的位置關(guān)系如圖4所示。
本實(shí)用新型產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是同軸中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)確保組件的應(yīng)力平衡，從而大大地提高了產(chǎn)品的可靠性；又由于制造工藝簡(jiǎn)單，制造成本也明顯降低。
權(quán)利要求1.一種同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件，包括TO-46封裝的激光器組件(1)、自聚焦透鏡(3)、單模光纖(4)，其特征在于它還包括圓筒形的激光器同軸支架(2)，圓柱形、中心軸線有一精細(xì)小孔的光纖支架(5)，以及圓柱形的自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架(6)；TO-46封裝的激光器組件(1)、自聚焦透鏡(3)、單模光纖(4)三者共軸線，分別位于同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件的左部、中部和右部，它們之間的距離根據(jù)組件的輸出功率大小要求，用自聚焦透鏡的成像關(guān)系公式確定；TO-46封裝激光器組件(1)與激光器同軸支架(2)密配相連，單模光纖(4)穿入經(jīng)精加工、加工精度為1至4微米的光纖支架(5)中間的小孔；自聚焦透鏡(3)和光纖支架(5)固定在自聚膠透鏡、光纖系統(tǒng)支架(6)的內(nèi)壁；同軸支架(2)與自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架(6)之間同軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件，其特征在于所述單模光纖(4)的端部研磨、拋光成與其軸線成6至12度夾角的斜面(41)。
專利摘要一種同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件,包括TO－46封裝的激光器組件1、與激光組件1密配的激光器同軸支架2、自聚焦透鏡3、單模光纖4、光纖支架5和自聚焦透鏡、光纖系統(tǒng)支架6;激光器組件1、自聚焦透鏡3、單模光纖4三者共軸線,分別位于同軸封裝半導(dǎo)體激光器組件的左部、中部和右部;單模光纖4的端部用金鋼砂紙研磨成與其軸線成6至12度夾角的斜面后穿入經(jīng)精加工的光纖支架5中間的小孔;自聚焦透鏡3和光纖支架5固定在自聚膠透鏡、光纖系統(tǒng)支架6的內(nèi)壁。
文檔編號(hào)H01S3/00GK2289318SQ9522957
公開(kāi)日1998年8月26日 申請(qǐng)日期1995年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月20日
發(fā)明者王勇 申請(qǐng)人:深圳飛通光電子技術(shù)有限公司