專利名稱：半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖通信領(lǐng)域，更進(jìn)一步說是屬于半導(dǎo)體激光輸出和光尾纖之間的光學(xué)耦合裝置。
光纖通信領(lǐng)域中普遍使用半導(dǎo)體激光器作為發(fā)射源，它是光通信系統(tǒng)中將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)的關(guān)鍵器件，在光通信技術(shù)中占有舉足輕重的地位。半導(dǎo)體激光器的輸出光有較大的發(fā)散角，輸出的光與光尾纖之間必須要有一個(gè)光學(xué)耦合的裝置，這種光學(xué)耦合封裝又是關(guān)系到整個(gè)器件性能的重要技術(shù)。特別是對(duì)于光通信用的高速分布反饋式(DFB)激光器模塊，對(duì)于光譜和信號(hào)的穩(wěn)定性要求很高。對(duì)于這個(gè)光學(xué)耦合裝置的普遍要求是激光器的輸出光，也就是信息光波盡可能多地耦合進(jìn)入光纖；后向散射光和反射光盡可能少地反向耦合回激光器。通常的半導(dǎo)體激光器輸出偶合裝置是用光學(xué)透鏡，用于光束的會(huì)聚。也有的耦合裝置要用兩個(gè)透鏡，一個(gè)用于光的準(zhǔn)直，另一個(gè)用于光的聚焦。但是我們發(fā)現(xiàn)用這種雙透鏡的激光輸出耦合裝置，一般穩(wěn)定性不好，加工工藝難于控制，而且光纖內(nèi)的反射光會(huì)進(jìn)入激光器，影響激光器工作的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的目的就是提供一種能提高光耦合效率和穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)容差，使之適于批量生產(chǎn)，并且能消除上述光纖內(nèi)反射光的半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置，具有兩個(gè)透鏡，第一個(gè)用于收集發(fā)射光并準(zhǔn)直，第二個(gè)用于聚焦并連接光纖頭；其特征在于使用兩個(gè)光學(xué)透鏡，并且透鏡之間有一個(gè)光學(xué)隔離器。
所說的第一和第二個(gè)透鏡是自聚焦透鏡，透鏡周期(pitch)分別為0．18和0．23。
所說的第一個(gè)透鏡是球透鏡或非球面透鏡。
所說的各光學(xué)元件的定位用激光焊接。
所說的第二個(gè)透鏡的出射面和光纖端面的傾角相同。
以下結(jié)合附圖對(duì)于本實(shí)用新型加以詳細(xì)的說明。


圖1所示的是本實(shí)用新型半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中(1)是激光器管芯，(2)是第一透鏡，本實(shí)施例中是一個(gè)自聚焦透鏡球透鏡，(3)是光學(xué)隔離器，(4)是第二透鏡，(5)是單模光纖頭，(6)是固定套筒，(7)是外封裝殼，(8)是隔離器支架，(9)是透鏡底座，(10)是溫度控制冷卻器(TEC)，本實(shí)施例中是半導(dǎo)體制冷器，，(11)是激光器的熱沉，(12)是透鏡支架。圖2是另一個(gè)實(shí)施例，其中的第一透鏡(2)是球透鏡。
本實(shí)用新型應(yīng)用兩個(gè)透鏡，第一透鏡將半導(dǎo)體激光器的光收集并準(zhǔn)直，或接近準(zhǔn)直，形成一個(gè)0．5毫米左右的光束。此準(zhǔn)直光束通過一個(gè)光學(xué)隔離器，然后用第二透鏡對(duì)光束進(jìn)行聚焦，并將光纖端面置于焦點(diǎn)，從而達(dá)到將光束耦合進(jìn)光纖的目的。為了減少光的后向反射，所有光學(xué)界面都鍍有相應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜，并且將第二透鏡的出射面和光纖入射端加工成相同的角度。從而大大減少了后向反射光，提高了器件的性能。
第一個(gè)透鏡可采用自聚焦透鏡，也可以采用非球面透鏡，透鏡與激光器的相對(duì)位置，經(jīng)精確調(diào)整后以激光焊接定位。透鏡與金屬外套經(jīng)環(huán)氧樹脂粘接或錫焊，外套與支架由激光器焊接定位。
光學(xué)隔離器由機(jī)加工精度保證定位，經(jīng)調(diào)整后并由膠粘保證位置和偏振方向的正確。
第二透鏡的出射面與光纖頭入射面均加工成與軸向有一夾角，約6至9度并鍍?cè)鐾改?，以減少反射。
第二透鏡與光纖頭配合調(diào)整，并用膠粘或錫焊方法與金屬外套連接定位。
在激光器輸出光經(jīng)過的各光學(xué)表面鍍與激光器相應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜。
本實(shí)用新型由于在分別采用0．18和0．23的自聚焦透鏡為第一和第二透鏡，或以非球面或球透鏡與周期為0．18和0．23的自聚焦透鏡配調(diào)，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，增加了容差，使采用本實(shí)用新型的激光模塊更適于大量生產(chǎn)，兩個(gè)透鏡之間置入光學(xué)隔離器，使光纖一端的反射和散射光不能再進(jìn)入激光器一端，進(jìn)一步提高了激光器工作的穩(wěn)定性，又由于各光學(xué)表面有激光器波長(zhǎng)的增透膜，進(jìn)一步減少反射光，提高了信號(hào)-躁聲比。
雖然本實(shí)用新型是用上述的實(shí)施例和附圖加以說明的，本實(shí)用新型并不限于實(shí)施例和附圖，凡是本領(lǐng)域的技術(shù)人員看過本實(shí)用新型說明書后，所能想到的任何本實(shí)用新型的變形方案，都應(yīng)當(dāng)看成是在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置，具有兩個(gè)透鏡，第一個(gè)用于收集發(fā)射光并準(zhǔn)直，第二個(gè)用于聚焦并連接光纖頭；其特征在于使用兩個(gè)光學(xué)透鏡，并且透鏡之間有一個(gè)光學(xué)隔離器。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置，其特征在于所說的第一和第二個(gè)透鏡是自聚焦透鏡，透鏡的周期分別為0．18和0．23。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置，其特征在于所說的所說的第一個(gè)透鏡是球透鏡或非球面透鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置，其特征在于所說的所說的各光學(xué)元件的定位用激光焊接。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置，其特征在于所說的所說的所說的第二個(gè)透鏡的出射面和光纖端面的傾角相同。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置，其特征在于所說的傾角是6-9度。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置，其特征在于激光輸出經(jīng)過的各光學(xué)表面鍍與激光器波長(zhǎng)相應(yīng)的增透膜。
專利摘要一種半導(dǎo)體激光器輸出的光學(xué)耦合裝置,具有兩個(gè)透鏡,一個(gè)用于收集發(fā)射光并準(zhǔn)直,第二個(gè)用于聚焦并連接光纖頭;在第一和第二透鏡之間有一個(gè)光學(xué)隔離器,使光纖內(nèi)的反射和散射光不能進(jìn)入激光器,提高激光器的穩(wěn)定性和信號(hào)－躁聲比。
文檔編號(hào)G02B6/42GK2425366SQ0020549
公開日2001年3月28日 申請(qǐng)日期2000年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月22日
發(fā)明者汪中 申請(qǐng)人:汪中