專利名稱：半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光器體，特別是半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)。
外腔半導(dǎo)體激光器是一種通過控制外腔反射鏡來獲得單頻激光的裝置。如

圖1所示，為外腔控制的原理圖，其中1為半導(dǎo)體激光器管芯；2為熱沉；3為輸出透鏡；4為內(nèi)外腔耦合透鏡；5為熱敏電阻；6為致冷器；7為散熱器；8為外部反射器件，用以構(gòu)成外腔；A，B分別為激光器注入電流引線的正，負極；C、D為熱敏電阻引出線；E、F為致冷器引出線。
當A、B電源接通后，半導(dǎo)體激光器一般工作在多縱模狀態(tài)，且每個縱模的譜線寬度較寬；半導(dǎo)體激光器管芯(1)焊裝在熱沉(2)上，熱沉(2)具有散熱和固定作用；熱敏電阻(5)起管芯溫度傳感器作用；致冷器(6)起半導(dǎo)體激光器管芯溫度調(diào)節(jié)作用；散熱器(7)是致冷器(6)熱端的散熱裝置；通過調(diào)整外部反射器件(8)，可以對半導(dǎo)體激光器進行縱模選擇，使之工作在單一縱模狀態(tài)，同時，還可使其線寬大大壓窄，實現(xiàn)單頻運轉(zhuǎn)。
由于外腔控制激光器需要兩面輸出光，而現(xiàn)有技術(shù)中的激光器的熱沉如圖1中所示，為大平面結(jié)構(gòu)，因此，在光到達透鏡之前，至少總有一端的光被熱沉(2)遮擋掉一半，其結(jié)果是或者不利于控制，或者輸出光太弱。如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)中熱沉的另一種結(jié)構(gòu)，由于半導(dǎo)體激光器的管芯很小，最大線度只有250微米左右，為了不擋光，豎直部分(2′)的厚度最大不能大于管芯(1)的最大線度，因此，豎直部分(2′)很難加工，頂部表面也不易磨平，給管芯焊裝造成困難；而且管芯無保護，易在調(diào)試過程中損壞。
而且，由于外腔的多樣性，而現(xiàn)有技術(shù)中又無通用的封裝結(jié)構(gòu)，所以，不得不對每種外腔設(shè)計一種封裝結(jié)構(gòu)。
本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種適用于各種外腔控制的新型半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
以下結(jié)合附圖詳細描述本實用新型。
如圖3、圖4所示為本實用新型的熱沉，是一個凸型柱，在小端沿柱的長度方向有兩個互相不通的立孔，半導(dǎo)體激光器管芯(1)可焊裝到兩立孔之間的隔離部分(9)上，在立柱的圓心部位隔離部分最薄，完全可以適應(yīng)半導(dǎo)體激光器管芯的線度要求。這樣，激光器發(fā)出的光往兩個方向都無阻擋。另外，本熱沉比圖2所示的熱沉易加工，頂部也易磨平。
如圖5，圖6、圖7所示，為本實用新型的總裝結(jié)構(gòu)。圖中2為熱沉，10為底座，11為外殼，12為夾層套，13為屏蔽套，14為屏蔽蓋，15為彈簧，16為頂蓋，17為Q9屏蔽線接頭，18為調(diào)整板，19為Q9屏蔽線接頭的負極，20為輸出鏡套，21為外部反射鏡套，22為致冷器出線孔，23為熱敏電阻出線孔，24為熱敏電阻穴，它位于熱沉(2)大端的徑向方向。
圖5為圖6的C－C剖面視圖，圖7為圖5的B－B剖面視圖，圖6為圖5的D－D剖面視圖，在圖7中未畫出熱沉(2)。
如圖所示，夾層套(12)套在外殼(11)內(nèi)的圓孔內(nèi)，二者固定在一起，夾層套(12)的材料是有機玻璃或其它絕緣、絕熱材料；屏蔽套(13)套在夾層套(12)內(nèi)，二者也是固定在一起的；外殼(11)與底座(10)固定在一起，熱沉(2)小端的外徑極接近于屏蔽套(13)的內(nèi)徑，二者套在一起后還能夠相對運動；外殼(11)，夾層套(12)，屏蔽套(13)的兩側(cè)開有通孔，可使輸出鏡套(20)和外部反射鏡套(21)分別插入兩孔；當熱沉(2)大端的上表面與屏蔽套(13)的下端平面接觸后，熱敏電阻穴(24)與熱敏電阻出線孔(23)幾乎處于一個平面上，同時，熱沉(2)的小端的上表面與輸出鏡套(20)，外部反射鏡套(21)的圓心處于一個平面上；外殼(11)上有螺孔，夾層套(12)，屏蔽套(13)有與之同心的通孔，供安裝Q9屏蔽線接頭(17)，(Q9屏蔽線接頭為公知產(chǎn)品，市場上有售)；彈簧(15)的下端與屏蔽蓋(14)接觸，上端與頂蓋(16)接觸。
本實用新型的使用方法如下將外殼(11)與底座(10)之間的連接螺釘旋下，底座(10)便與外殼(11)分離，取出熱沉(2)；把頂蓋(16)上的螺釘旋下，取下頂蓋(16)，彈簧(15)，屏蔽蓋(14)；在熱沉(2)的隔離部分(9)上焊裝半導(dǎo)體激光器管芯(1)，將熱沉(2)的小端裝入屏蔽套(13)內(nèi)，并推至其大端的上表面與屏蔽套(13)的下端平面接觸；然后將激光器注入電流引線的B極焊在Q9屏蔽線接頭(17)的負極(19)上，在熱沉(2)的大端的下表面放上致冷器(6)，致冷器(6)的引出線E、F從致冷器出線孔(22)中引出，如果致冷器(6)的厚度不足以把熱沉(2)頂緊，可在致冷器(6)的下面再放置散熱器(7)，如果致冷器(6)足以把熱沉(2)頂緊，散熱器(7)可不要，整個外殼即起散熱器作用，在前一種情況下，散熱器(7)只起熱傳導(dǎo)作用；然后，將底座(10)與外殼(11)之間的螺釘旋緊；蓋上屏蔽蓋(14)，彈簧(15)，頂蓋(16)，旋緊頂蓋(16)與外殼(11)之間的螺釘；通過熱敏電阻出線孔(23)在熱敏電阻穴(24)內(nèi)插入熱敏電阻(5)，如果半導(dǎo)體激光器管芯(1)與輸出鏡套(20)及外部反射鏡套(21)的相對位置需要調(diào)節(jié)，可將熱敏電阻(5)從熱敏電阻穴(24)中取出，伸進一圓棒調(diào)整熱沉(2)的周向位置；然后，在輸出鏡套(20)和外部反射鏡套(21)中插入自聚焦棒，起透鏡作用。當調(diào)整好后，可用環(huán)氧樹脂將各可活動的部件封住。通過Q9屏蔽線接頭(17)接通電源即可使用。如圖8所示為調(diào)整好后的部分視圖。
本實用新型還具有如下優(yōu)點由于熱沉(2)具有圓弧結(jié)構(gòu)，透鏡采用自聚焦棒時，可避免在調(diào)試時損壞半導(dǎo)體激光器管芯；由于屏蔽套(13)，熱沉(2)的大端，屏蔽蓋(14)形成一層屏蔽；底座(10)，外殼(11)，頂蓋(16)形成第二層屏蔽，所以，本實用新型具有兩層電屏蔽，可保證良好的高速調(diào)制特性。由于熱沉(2)的大端，屏蔽套(12)，屏蔽蓋(14)為致冷器(6)的冷端，底座(10)，外殼(11)，頂蓋(16)為致冷器(6)的熱端，冷、熱端之間由夾層套(12)，以及空氣隔開，所以，本實用新型具有良好的絕熱性；由于半導(dǎo)體激光器(1)與熱沉(2)焊裝在一起，熱沉(2)通過屏蔽套(13)，彈簧(15)，頂蓋(16)與Q9屏蔽線接頭(17)的外殼(正極)接通，所以，本實用新型省掉激光器注入電流引線的正極A。本實用新型還可通過改變兩個鏡套墊板的厚度，調(diào)整鏡套進入外殼(11)的深度，并可將鏡套與墊板固定在一起，當需要取出鏡套，變換透鏡時，可將鏡套與墊板一起取出。通過改變調(diào)整板(18)的厚度可使Q9屏蔽線接頭的負極(19)的斜面向上，便于焊接電流引線的負極B，在頂蓋(16)與調(diào)整板(18)之間有螺釘固定，使之不作相對轉(zhuǎn)動。在外部反射鏡套內(nèi)既可插入自聚焦棒，直接輸出平行光，供長外腔控制，也可在鏡套內(nèi)直接插入小的平面鏡或凹面鏡，或一端鍍有高反膜的自聚焦棒，供短外腔控制，也可插入光纖直接耦合以構(gòu)成光纖外腔；在輸出鏡套(20)內(nèi)，可插入自聚焦棒輸出平行光，也可插入光纖直接耦合，所以，本結(jié)構(gòu)具有很強的通用性。本實用新型總體結(jié)構(gòu)緊湊，各零部件之間連接牢固，故具有良好的機械穩(wěn)定性。
由上述可知，本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷，達到了發(fā)明的目的。
本實用新型結(jié)構(gòu)小巧，一個實施例的外形尺寸如下長34mm，寬18mm，高27mm。
本實用新型適用于光纖通信系統(tǒng)，光纖傳感，光纖陀螺，光盤存儲，光學(xué)信息處理，光譜分析和精密計量等領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)，包括底座(10)，外殼(11)，熱沉(2)，其特征在于熱沉(2)是凸型立柱式，在小端沿柱的長度方向有兩個互相不通的立孔，兩立孔間有隔離部分(9)，大端上沿徑向方向有熱敏電阻穴(24)；外殼(11)，夾層套(12)，屏蔽套(13)依次套裝在一起，在它們的兩側(cè)開有通孔，兩個通孔中分別插有輸出鏡套(20)和外部反射鏡套(21)；熱沉(2)的小端插在屏蔽套(13)內(nèi)，二者可相對移動；Q9屏蔽線接頭安裝在外殼的另一側(cè)；外殼(11)與底座(10)的接合面上開有熱敏電阻出線孔(23)；底座(10)上開有致冷器出線孔(22)；屏蔽套(13)的上端有屏蔽蓋(14)；屏蔽蓋(14)上有彈簧(15)，后者的上端與頂蓋(16)接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于在輸出鏡套(20)與外殼(11)之間有墊板，在外部反射鏡套(21)與外殼(11)之間有墊板，在Q9屏蔽線接頭(17)與外殼(11)之間有調(diào)整板(18)。
專利摘要本實用新型涉及激光器件領(lǐng)域，特別是半導(dǎo)體激光器的封裝結(jié)構(gòu)，本實用新型提供了一種全新的熱沉和與之相應(yīng)的封裝結(jié)構(gòu)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中熱沉擋光，以及難于加工，調(diào)試等弊病，并且有良好的電屏蔽、熱隔離特性和結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定、體積小等優(yōu)點。特別適用于各種類型的外腔控制。
文檔編號H01S3/02GK2033947SQ8820744
公開日1989年3月8日 申請日期1988年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月25日
發(fā)明者任曉敏, 葉培大 申請人:北京郵電學(xué)院