專利名稱：半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊及其制造方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體來(lái)說(shuō)涉及用于光電信系統(tǒng)的光波導(dǎo)電信設(shè)備，具體來(lái)說(shuō)，涉及半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)設(shè)備及其制造方法。
2.技術(shù)背景本發(fā)明總體來(lái)說(shuō)涉及光波導(dǎo)電信設(shè)備、半導(dǎo)體激光，具體來(lái)說(shuō)，涉及用于光波導(dǎo)電信系統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊和這種半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的制造方法。半導(dǎo)體激光器在光波導(dǎo)電信系統(tǒng)中用于產(chǎn)生光子。半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊可包括對(duì)光波導(dǎo)放大器進(jìn)行泵浦的泵浦激光器和發(fā)射經(jīng)過(guò)調(diào)制的光信號(hào)的發(fā)射激光器。
發(fā)射激光器所生成的光信號(hào)通常經(jīng)光纖發(fā)射，該光信號(hào)隨著沿光纖傳播而趨向于減弱。利用半導(dǎo)體激光器的光放大器對(duì)這種減弱的光信號(hào)提供了一種經(jīng)濟(jì)的放大手段，同時(shí)保持該信號(hào)的光學(xué)性質(zhì)。摻鉺光纖放大器業(yè)已成為1550nm光電信窗口內(nèi)光信號(hào)的主導(dǎo)放大手段。這種摻鉺光纖放大器通常用980nm和/或1480nm半導(dǎo)體泵浦激光器泵浦。利用這樣一種放大器-泵浦系統(tǒng)，加到980nm(1480nm)半導(dǎo)體泵浦激光器的電能便產(chǎn)生980nm(1480nm)光子，這些光子通過(guò)光纖輸出端耦合進(jìn)入摻鉺光纖。980nm和/或1480nm泵浦光激發(fā)/激勵(lì)摻鉺光纖中的鉺離子，從而使諸如中心為約1550nm波長(zhǎng)的光電信信號(hào)由經(jīng)過(guò)激發(fā)/激勵(lì)的鉺離子放大。半導(dǎo)體所生成的光子對(duì)光放大器進(jìn)行的光泵浦業(yè)已在光電信業(yè)界成為標(biāo)準(zhǔn)，但持續(xù)高漲的對(duì)半導(dǎo)體泵浦激光器的高輸出要求給制造可靠半導(dǎo)體激光器模塊帶來(lái)問(wèn)題。顯然，可在市場(chǎng)上得到的最為可靠的980nm半導(dǎo)體激光器泵浦可在300nm輸出功率范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定，但對(duì)光放大器輸入泵浦功率的要求將繼續(xù)攀高。
半導(dǎo)體激光器所面臨的可靠性問(wèn)題涉及最普遍存在的半導(dǎo)體激光器災(zāi)難性的光學(xué)面損傷。激光器災(zāi)難性的光學(xué)面損傷水準(zhǔn)落到激光器運(yùn)作功率輸出以下時(shí)便發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器總體失效。另外以往發(fā)現(xiàn)，暗線缺陷和面損毀限制了半導(dǎo)體激光器的使用壽命。許多窄帶發(fā)射激光器運(yùn)作于100mW高功率以上時(shí)在5,000工作小時(shí)之前就已經(jīng)失效。對(duì)半導(dǎo)體激光器本身以及半導(dǎo)體激光器面保護(hù)包覆(鈍化層)的特別留意已帶來(lái)半導(dǎo)體激光器可靠性方面的某些改善。高可靠性高輸出的半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的制造要求不僅對(duì)半導(dǎo)體激光器本身，而且對(duì)模塊的其它部分以及激光器工作時(shí)和工作前它們?nèi)绾蜗嗷プ饔枚家筇貏e留意。這種特別留意，如果有的話，應(yīng)包括結(jié)合到模塊內(nèi)的氣體。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)方面是一種半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的制造方法，其中包括提供半導(dǎo)體激光器、殼體和無(wú)O2氧化性氣氛，使得該氧化性氣氛與半導(dǎo)體激光器接觸并由該殼體所容納。
另一方面，本發(fā)明包括一種半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊，其中包括半導(dǎo)體激光器、包封半導(dǎo)體激光器的殼體以及與半導(dǎo)體激光器接觸并由殼體所容納的無(wú)O2氧化性氣氛。
另一方面，本發(fā)明包括一種半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的制造方法，其中包括提供半導(dǎo)體激光器、殼體、密封氣氛和固體氧化劑，以及將半導(dǎo)體激光器、密封氣氛和固體氧化劑密封在殼體內(nèi)。
另一方面，本發(fā)明包括一種半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊，其中包括半導(dǎo)體激光器；固體氧化劑；與半導(dǎo)體激光器和固體氧化劑接觸的密封氣氛；以及容納該密封氣氛、半導(dǎo)體激光器和固體氧化劑的殼體。
較佳實(shí)施例中，本發(fā)明模塊是一種殼體內(nèi)包括光波導(dǎo)光纖的光波導(dǎo)電信模塊。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的方法和設(shè)備相比，帶來(lái)了許多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的制造提供了經(jīng)濟(jì)、便利的方法，同時(shí)避免了其它方法制造半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信設(shè)備所面臨的種種困難和問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明允許大功率泵浦激光器無(wú)需在該泵浦激光器封裝中包含O2氣體。本發(fā)明包括的半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊及其制造方法，將半導(dǎo)體激光器與無(wú)O2氧化性氣氛一起包封在殼體中，使得氧化性氣氛與激光器接觸，并由殼體所容納。
本發(fā)明包括的一種電信模塊制造方法，借助于提供殼體，提供包括氧化氮的氧化性氣氛，以及將該激光器和該氣氛包封在該殼體內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明包括的這樣一種電信模塊，具有半導(dǎo)體激光器，包封該激光器的殼體，以及包括氧化氮、與該激光器接觸并由該殼體所容納的氧化性氣氛。
本發(fā)明包括的一種電信模塊制造方法，借助于提供殼體，提供包括臭氧的氧化性氣氛，以及將該激光器和該氣氛包封在該殼體內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明包括的這樣一種電信模塊，具有半導(dǎo)體激光器，殼體，以及包括臭氧、與該激光器接觸并由殼體所容納的氧化性氣氛。
本發(fā)明包括的一種電信模塊制造方法，借助于提供一包括過(guò)氧化氫的氧化性氣氛，以及將該激光器和該氣氛包封在殼體內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明包括的這樣一種電信模塊，具有半導(dǎo)體激光器，殼體，以及包括過(guò)氧化氫、與該激光器接觸并由殼體所容納的氧化性氣氛。
本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的詳細(xì)說(shuō)明中陳述，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)該說(shuō)明或?qū)ΠS后詳細(xì)說(shuō)明、權(quán)利要求以及附圖在內(nèi)所說(shuō)明的本發(fā)明經(jīng)過(guò)實(shí)踐得到的認(rèn)識(shí)，將會(huì)部分變得顯然。
應(yīng)該理解，前面的總體說(shuō)明和下面的詳細(xì)說(shuō)明都只是本發(fā)明的示范，只是用于為按所請(qǐng)求的那樣理解本發(fā)明本質(zhì)和特征提供一總覽或框架。所包括的附圖用于對(duì)本發(fā)明提供進(jìn)一步理解，結(jié)合到本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成其中一部分。附示了本發(fā)明的各種實(shí)施例，與說(shuō)明書(shū)一起用于對(duì)本發(fā)明原理和運(yùn)作加以說(shuō)明。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備的頂視圖；圖2是實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備和方法的側(cè)視圖；圖3是實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備的頂視圖；圖4是實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備的側(cè)視圖；圖5是實(shí)施本發(fā)明的示意圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明按照本發(fā)明，本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器光電信模塊制造方法包括提供半導(dǎo)體激光器和殼體。
圖1示出了按照本發(fā)明制造的半導(dǎo)體激光器光電信模塊22。半導(dǎo)體激光器光電信模塊包括一半導(dǎo)體激光器24。半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光集中在應(yīng)用于光電信系統(tǒng)中的某一波長(zhǎng)的附近，諸如光發(fā)射信號(hào)或用于激發(fā)可光激發(fā)介質(zhì)的泵浦光。較佳的是，半導(dǎo)體激光器24是一大功率泵浦激光器，它具有適合于用于光電信系統(tǒng)，包括WDM系統(tǒng)的泵浦光放大器的大功率輸出。半導(dǎo)體激光器的光電信模塊22進(jìn)一步包括殼體26，這殼體包封和容納了半導(dǎo)體激光器24。殼體26不僅包封和容納了半導(dǎo)體激光器24和半導(dǎo)體激光器模塊22內(nèi)部的其它部分，還包括和容納了密封氣氛28。殼體26禁止氣氛28逸出到外面的周?chē)h(huán)境，并防止外面環(huán)境的污染物入侵。
制造半導(dǎo)體激光器模塊22的方法包括提供半導(dǎo)體激光器24，提供殼體26，提供無(wú)O2氧化性氣氛28，以及把半導(dǎo)體激光器26和無(wú)O2氧化性氣氛28包封在殼體26之內(nèi)的步驟。當(dāng)使用在光電信系統(tǒng)中時(shí)，提供無(wú)O2氧化性氣氛28和把它與半導(dǎo)體激光器24包封在一起改善了可靠性和半導(dǎo)體激光器24的有效壽命，并阻止激光器24災(zāi)難性的光學(xué)面損傷水準(zhǔn)低于光電信系統(tǒng)所需的工作功率輸出。在那個(gè)無(wú)O2氧化性氣氛28中是沒(méi)有O2氧分子的，O2和它不利的副效應(yīng)是被排斥在模塊22的內(nèi)部之外。無(wú)O2氧化性氣氛28基本上是沒(méi)有O2分子的，并有按重量小于100ppm的痕量O2的污染準(zhǔn)級(jí)。這種無(wú)O2氧化性氣氛為在半導(dǎo)體激光器24的光發(fā)射表面的(deliterions)污染物的氧化清除提供保證。據(jù)信，在包裝過(guò)程中，可能由于疏忽而包含在半導(dǎo)體激光管殼體之內(nèi)的有機(jī)污染物可以在半導(dǎo)體激光器的光發(fā)射表面被碳化，然后以改變光發(fā)射表面的反射率來(lái)有害地影響激光器的性能。在本發(fā)明中應(yīng)用的無(wú)O2氧化性氣氛可通過(guò)氧化來(lái)去除和阻止這種污染物。
在本發(fā)明中應(yīng)用的無(wú)O2氧化性氣氛包括氧化劑氣體。氧化劑氣體為氧化性氣氛28的有利的氧化特性提供保證。該氧化性氣氛較佳的是包括一種惰性氣體，也可以由一些惰性氣體所組成。一種惰性氣體是這樣的，在正常的工作條件下，它不與包含在殼體26之內(nèi)的模塊22的元件起化學(xué)反應(yīng)。這種惰性氣體的例子為氬，氦和氮的氣體分子。據(jù)介紹，氧化劑氣體為氧化性氣氛28的少數(shù)氣體成員，而惰性氣體決定了氧化性氣氛28的大多數(shù)，較佳的是，氧化劑氣體按氧化性氣氛28的體積為小于10％。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)O2氧化性氣氛包括氧化氮作為氧化氣體。在本發(fā)明中應(yīng)用的一種較佳并且經(jīng)濟(jì)的氧化氮是亞氮的氧化物(一氧化二氮)。另外的氧化氮氧化劑氣體是氮的氧化物(一氧化一氮)，二氧化氮，和四氧化二氮。作為氧化性氣氛28的氧化氣體的氮的幾種氧化物被較佳地應(yīng)用在本發(fā)明中，較佳的惰性氣體是稀有氣體。在一另外的實(shí)施例中，可以應(yīng)用臭氧作為氧化性氣氛29的氧化劑氣體。另外，可能用過(guò)氧化氫作為氧化劑氣體。
圖2是半導(dǎo)體激光器模塊22的側(cè)視圖，又圖示了實(shí)踐本發(fā)明的制造半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22的方法的一條途徑。氧化性氣氛代應(yīng)30和氣氛污染組合裝配容器32可被用來(lái)提供無(wú)O2氧化性氣氛28和把半導(dǎo)體激光器24和氧化性氣氛28包封在殼體26之內(nèi)。本發(fā)明的方法可以由提供在氣氛污染容器32之內(nèi)的半導(dǎo)體激光器24和殼體26來(lái)實(shí)施，使得氧化性氣氛供應(yīng)30可以被用來(lái)提供在殼體26之內(nèi)的氧化性氣氛28，而且這種氧化性氣氛在半導(dǎo)體激光器24和氧化性氣氛28正被包封在殼體26之內(nèi)時(shí)可被保留。這種在殼體26之內(nèi)的東西的包封和密封可以用諸如熔接，粘合，焊接，卷邊密封，或其它固緊手段把殼體蓋34固緊在適當(dāng)?shù)奈恢枚@得。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，在包封半導(dǎo)體激光器24，氧化性氣氛28，和模塊22的其它元件于殼體26內(nèi)之前，要把殼體26清洗干凈。清洗殼體26的另外的方法手段是要運(yùn)用到保證諸如有機(jī)分子，水和氫的污染物不能疏忽地包封在殼體26之內(nèi)。殼體26的這種清洗可能包括用等離子體曝光，或臭氧和紫外輻照的一次曝光來(lái)清洗。另外，電暈放電可以被用于殼體26的這種清洗。
在這種清洗過(guò)程以外，要優(yōu)先選用的一種清洗溶劑來(lái)清洗殼體26和包封在模塊22內(nèi)的其它元件。用了這種溶劑清洗方法，半導(dǎo)體激光器24發(fā)射出一波長(zhǎng)發(fā)射λs，并應(yīng)用了具有在波入λs處的第三或第四諧波的清洗溶劑。用了這種清洗溶劑，該溶劑在λs處具有不小于第三諧振是被確認(rèn)的，所以在這種清洗后遺留的任何痕量溶劑分子不會(huì)與發(fā)射自半導(dǎo)體激光器24的λs光子相互作用和吸收。用于本方法的較佳溶劑是諸如四氯化碳CF3CCl3，或具有鹵素—碳鍵的，但最好是沒(méi)有C-H和O-H鍵的溶劑。
除了把半導(dǎo)體激光器24和無(wú)O2氧化性氣氛包封在殼體26之內(nèi)以外，本發(fā)明的一個(gè)較佳的方法包括提供一種吸氣劑36，并把吸氣劑與半導(dǎo)體激光管24和氧化性氣氛28一起包封在殼體26之內(nèi)。本發(fā)明較佳的吸氣劑36，能夠吸收/吸附出現(xiàn)在殼體內(nèi)部的污染物和被與氧化性氣氛28的氧化劑氣體反應(yīng)所產(chǎn)生的有害產(chǎn)物。本發(fā)明較佳的吸氣劑36能夠吸收/吸附諸如水分子，有機(jī)分子和碳?xì)浠衔锓肿拥奈廴疚铩＿@種吸氣劑材料和吸氣劑儲(chǔ)存器由Barthotonew等人在第5,696,785號(hào)美國(guó)專利和由DeMeritt等人在第EP0720260號(hào)歐洲專利上揭示，并從CorningIncorporated，Corning，New York，商標(biāo)為CorningLaserLifeTM的吸氣劑組合，可在市場(chǎng)上買(mǎi)到。
本發(fā)明不僅包括制造方法，還包括用本方法制造的半導(dǎo)體激光器的光波導(dǎo)電信模塊。本發(fā)明包括一半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22，這模塊由一半導(dǎo)體激光器24，一包封半導(dǎo)體激光器24和無(wú)O2氧化性氣氛28的殼體，這氧化性氣氛與半導(dǎo)體激光器24接觸并被殼體26所容納。該無(wú)O2氧化性氣氛28沒(méi)有O2分子而具有的O2含量按重量計(jì)小于100ppm。無(wú)O2氧化性氣氛包括一種氧化劑氣體，和較佳地還有一種惰性氣體。最佳的是，該氧化劑氣體是氣氛28的少數(shù)組份而惰性氣體或氣體則是氣氛28的多數(shù)組份。模塊22的氣氛28可能包括氮的氧化物，作為氧化劑氣體，例如，一氧化一氮、二氧化氮、四氧化二氮，和一氧化二氮。
正如示于圖1-2，在一較佳實(shí)施例中，模塊22包括與氣氛28相接觸并被殼體26所容納的一吸氣劑36。吸氣劑36可能是在吸氣劑材料儲(chǔ)存器中的一種吸氣材料，正如在以前揭示的，并從Corning Incorporated，Corning，New York，商標(biāo)為CorningLaserLifeTM的吸氣劑組合，可在市場(chǎng)上買(mǎi)到。這樣一種吸氣劑是方便的，這是由于它能被容易地放置并緊固在模塊22之內(nèi)，例如，在它固定到殼體26的殼體蓋34上。
本發(fā)明還包括制造半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22的方法，這方法包括提供半導(dǎo)體24，提供殼體26，提供密封氣氛40，提供固體氧化劑38，和密封半導(dǎo)體激光器24，密封氣氛40和固體氧化劑38到殼體26內(nèi)的步驟。固體氧化劑38是一種固體材料，它能被緊固在殼體26，密封在那里，然后把它激活，所以它釋放一種氧化劑到密封的氣氛40中。較佳的固體氧化劑38是一種潛在氣態(tài)的氧化劑，例如KMnO4或Na2O2，K2S2O8(過(guò)硫酸鉀)，KO2(過(guò)氧化鉀)，NaBO3(過(guò)硼酸鈉)或它們的穩(wěn)定合適的混合物。較佳的是，該潛在的氣態(tài)氧化劑是用熱來(lái)激光激活的。如果固體氧化劑38是一種潛在的氣態(tài)氧化劑時(shí)，本方法較佳的是包括在密封半導(dǎo)體激光器24，密封氣氛40，和固體氧化劑38到殼體26內(nèi)之后，就對(duì)這潛在的氣態(tài)固體氧化劑加熱。這種加熱和氧化劑氣體的釋放可由裝載固體氧化劑加熱器42與固體氧化劑熱接觸38來(lái)獲得，而加熱器40可在殼體26的內(nèi)部或外部。另外，這種加熱和氧化劑氣體的釋放可依賴于在模塊22在工作時(shí)間所產(chǎn)生的熱(諸如用電—熱加熱器/冷卻器，激光器24，和有關(guān)的電子元件，激光器的輻射發(fā)射)和/或在小于事后密封溫度，諸如正常的工作溫度，用組裝或密封模塊22來(lái)獲得。
由于固體氧化劑38在稍后的激活中要把氧化劑氣體釋放到密封氣氛，提供密封氣氛40較佳的是包括提供一種惰性的密封氣氛，而最佳的則在惰性密封氣氛中沒(méi)有O2。密封氣氛可能是無(wú)O2氧化性氣氛或其它封裝氣氛。
另外，本方法可以包括提供吸氣劑36并把吸氣劑36，半導(dǎo)體激光器24，氣氛40和固體氧化劑38包封在殼體26之內(nèi)的步驟。固體氧化劑38可以被二次容納在可滲透氣體的儲(chǔ)存器中，就像應(yīng)用吸氣劑36那樣。
正如在前面描述的清洗工序，殼體26和在模塊22之內(nèi)的其它元件要在密封半導(dǎo)體激光器密封氣氛40，和固體氧化劑38到殼體26之內(nèi)之前要清洗好是較佳的。殼體26可能用等離子體曝光，臭氧和紫外輻射的曝光，或電暈放電清洗方法來(lái)清洗。正如在前面描述的，清洗模塊22和它的元件，用一種相對(duì)于從激光器24發(fā)射出的波長(zhǎng)λs具有比較高級(jí)的分子鍵諧波是較佳的。倘若半導(dǎo)體激光器24具有發(fā)射波長(zhǎng)為λs，較佳的是，本方法包括用具有不小于在波長(zhǎng)λs處的(在λs處的溶劑諧波至少是三次或四次諧波中的一個(gè))三次諧波的溶劑來(lái)清洗。溶劑在λs沒(méi)有一次或二次諧波。優(yōu)先選擇使用的溶劑是過(guò)鹵化的溶劑(例如，四氯化碳，CF3CCl3或具有鹵素鍵而沒(méi)有C-H和O-H鍵的溶劑。
本發(fā)明進(jìn)一步包括由半導(dǎo)體激光器24，固體氧化劑38，和與半導(dǎo)體激光器24和固體氧化劑38接觸的密封氣氛40，以及容納密封氣氛40，半導(dǎo)體激光器24，和固體氧化劑在內(nèi)的殼體26裝備而成的半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊。在一較佳的實(shí)施例中，固體氧化劑包括KMnO4。在另一較佳的實(shí)施例中，固體氧化劑包括K2S2O8。在另一較佳的實(shí)施例中，固體氧化劑包括KO2。在另一較佳的實(shí)施例中，固體氧化劑包括NaBO3。
較佳的是，固體氧化劑38是一種可加熱的潛在氣態(tài)氧化劑，它可用加熱激活而釋放出氧化劑氣體。正如圖3-4所示，模塊22能包括一與固體氧化劑38有熱接觸的固體氧化劑加熱器42，或放在殼體26的內(nèi)部，或放在其外部。
較佳的是，密封氣氛40是惰性密封氣氛，而更佳的是無(wú)O2的密封氣氛，密封氣氛40可以是無(wú)O2氧化性氣氛，諸如在前面描述的無(wú)O2氧化性氣氛28。
除了包括固體氧化劑38之外，模塊22可以包括密封在殼體26之內(nèi)的吸氣劑36，而吸氣劑36與氣氛40接觸并被殼體26所容納。
本發(fā)明進(jìn)一步包括具有一種氣氛的模塊，這種氣氛具有容納一種氮的氧化物的氣氛。制造這種半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的方法包括提供半導(dǎo)體激光器，提供殼體，提供包括一種氮的氧化物的氣氛，并把該激光器和該氣氛包封在該殼體之內(nèi)。較佳的是該氣氛的多數(shù)是一種惰性氣體。在較佳的幾個(gè)實(shí)施例中，這氣氛包含一氧化二氮，一氧化一氮，二氧化氮，四氧化二氮或它們的組合物。另外，本方法可能包括提供一種吸氣劑和把該吸氣劑包封在殼體之內(nèi)。這樣制作的模塊，包括半導(dǎo)體激光器，包封激光器和氣氛的殼體，該氣氛包括氮的氧化物與氣氛一起跟激光器接觸并被殼體所容納，該氣氛較佳的是包含一種惰性氣體和氮的氧化物，或一氧化一氮，二氧化氮，四氧化二氮或它們的混合物。另外，該模塊可以包含與該氣氛接觸的吸氣劑。另外，該模塊可以包含與該氣氛接觸的固體氧化劑。
本發(fā)明進(jìn)一步包括具有帶有臭氧的氣氛和制造應(yīng)用包含臭氧氣氛的模塊的方法。制造半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的方法，包括提供半導(dǎo)體激光器，提供殼體，提供包括臭氧的氣氛，并把激光器和氣氛包封在殼體之內(nèi)。較佳的是，該氣氛基本上至少由一種惰性氣體(多數(shù)按體積)來(lái)提供。另外，本方法可以包括提供一種吸氣劑，并把該吸氣劑包封在殼體之內(nèi)。這樣制造的模塊包括一半導(dǎo)體激光器、殼體、和包含臭氧與激光器接觸、并被殼體所容納的一種氣氛，并且較佳的是進(jìn)一步在該氣氛中包括一種惰氣體。另外，吸氣劑是與被容納的氣氛接觸。另外，模塊可以包含與氣氛接觸的固體氧化劑。
本發(fā)明進(jìn)一步包括具有帶有過(guò)氧化氫氣氛的模塊和制造它們的方法。制造半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的方法，包括提供半導(dǎo)體激光器，提供殼體，提供包括過(guò)氧化氫的氣氛，并把激光器和氣氛包封在殼體中。較佳的是，該氣氛大部分是惰性氣體。另外，可把吸氣劑包封在殼體中，并與氣氛接觸。這樣制作的模塊包括一半導(dǎo)體激光器，一殼體，一種包括與激光器接觸并被殼體所包含的過(guò)氧化氫的氣氛。較佳的是，該氣氛包含一種惰性氣體或多于一種的惰性氣體。另外，吸氣劑較佳的是與被包含的氣氛接觸。另外，該模塊可以包括與氣氛接觸的一種固體氧化劑。
較佳的是，殼體是被不透氣地封閉的，而殼體的密封包括不透氣地密封殼體封閉，以便禁止所包含的氣體逃逸到外部周?chē)h(huán)境去和禁止外面周?chē)h(huán)境中的污染物進(jìn)入該殼體。
較佳的是，殼體是要清洗過(guò)的殼體，而提供的方法包括清洗殼體(等離子體清洗曝光，電暈放電清洗方法，臭氧和紫外輻射的清洗曝光，用具有發(fā)射波長(zhǎng)為λs處不小于三次諧波的溶劑清洗(例如，過(guò)鹵素的溶劑)。
提供該氣氛可能包括混合和采用合適的所包含的和所包封的氣體的氧化混合物。該氣氛可能包含，氧化氮，臭氧，過(guò)氧化氫，第一種惰性氣體，第二種惰性氣體和它們合適的氧化混合物。較佳的是，氣氛的大多數(shù)至少是一種惰性氣體。除了這樣的所包含的和所包封的氣氛之外，吸氣劑和/或固體氧化劑可被應(yīng)用來(lái)與所包含的和所包封的氣氛接觸。
半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22被用于如圖5所示的光波導(dǎo)電信系統(tǒng)。正如圖5所示，半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22t和半導(dǎo)體發(fā)射激光器24t是光信號(hào)發(fā)射器44的一部分，該光信號(hào)發(fā)射器通過(guò)光電信光纖46把光信號(hào)發(fā)射到光信號(hào)接收器52。較佳的是，半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22在光放大器中作為泵浦激光器被應(yīng)用在光電信系統(tǒng)中。正如示于圖5的，半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22p和半導(dǎo)體泵浦激光器24p泵浦/激勵(lì)可用光激勵(lì)的光介質(zhì)50，諸如摻鉺的光放大器光纖。光放大器48放大了通過(guò)光纖46輸送的光信號(hào)。較佳的是，半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22是大功率(較佳的是，功率大于100毫瓦)的光放大器泵浦激光器，它是被設(shè)計(jì)來(lái)泵浦光放大器的，最佳的是，放大多信號(hào)波長(zhǎng)的摻鉺光纖放大器。最佳的是，半導(dǎo)體激光器24在低的泵浦波長(zhǎng)范圍包括980nm為鉺放大器輸出泵浦光。在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體激光器24在高的泵浦波長(zhǎng)范圍包括1480nm為鉺放大器輸出泵浦光。
半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22的半導(dǎo)體激光器22，較佳的是由III/V半導(dǎo)體制成的。較佳的是半導(dǎo)體激光器24是一III/V半導(dǎo)體激光器，而最佳的是III/V緊拉量子井的半導(dǎo)體激光器。在一較佳的實(shí)施例中，半導(dǎo)體激光器24具有從910nm到990nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)發(fā)射。用GaAs/AlGaAs半導(dǎo)體激光器和GaAs/InGaAs半導(dǎo)體激光器可以獲得這樣的波長(zhǎng)發(fā)射。緊拉單量子井的InGaAs/AlGaAs/GaAs半導(dǎo)體激光器在低的泵浦波長(zhǎng)范圍，包括980nm，對(duì)鉺具有有益的波長(zhǎng)輸出。除了InGaAs和AlGaAs激光器之外，適于泵浦摻鉺放大器的半導(dǎo)體激光器24可以是InGaAsP或(Al)GaInP半導(dǎo)體激光器。除了產(chǎn)生980nm或1480nm泵浦光外，半導(dǎo)體激光器24可以是在780～880nm范圍(包括對(duì)Nd泵浦的808nm)，915～960nm范圍(包括對(duì)Yb泵浦的915～920nm，和對(duì)L-帶鉺放大器的946nm)發(fā)射λs的泵浦激光器。
除了正在被用作泵浦激光器外，本發(fā)明可被應(yīng)用在大功率信號(hào)發(fā)射激光器。半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊22用半導(dǎo)體激光器24作為發(fā)射激光器能提供光發(fā)射信號(hào)。作為發(fā)射激光器，半導(dǎo)體激光器24較佳的是在1270～1330nm范圍，它是包括1300nm的，或更佳的是在1520～1620nm范圍，它是包括1550nm(1530～1565nm)的，和/或較高的L-帶波長(zhǎng)(1560～1620nm)發(fā)射λ，以及用于產(chǎn)生高位率波長(zhǎng)信道信號(hào)。
在那個(gè)激光器模塊22中最佳的是光波導(dǎo)電信模塊，模塊22較佳的是包括與激光器24光耦合的光波導(dǎo)99。較佳的是光波導(dǎo)99包括光濾波器。在一較佳的實(shí)施例中，光波導(dǎo)99的一個(gè)末端被包含在殼體26之內(nèi)。圖1-2示出了在殼體26內(nèi)的光波導(dǎo)99的一個(gè)末端。換句話說(shuō)，殼體26可能包括對(duì)來(lái)自激光器24被耦合到光波導(dǎo)光纖99末端的光是透明的一個(gè)透明窗口100。正如在圖3-4所示的，具有以上的這些，波導(dǎo)99的末端不包含在容器26之內(nèi)。
在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)的范圍，能對(duì)本發(fā)明作出各種的修改和變化這一點(diǎn)對(duì)在本技術(shù)領(lǐng)域中的科技人員是顯然的。因此，本發(fā)明有計(jì)劃地包含了這發(fā)明的修改和變化，只要它們包括在所附的權(quán)利要求書(shū)和它們等價(jià)的東西的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的制造方法，其特征在于，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體激光器；提供一殼體；提供一無(wú)O2氧化性氣氛；以及將所述半導(dǎo)體激光器和所述無(wú)O2氧化性氣氛包封在所述殼體內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提供無(wú)O2氧化性氣氛的步驟包括提供一包括一氧化劑氣體的無(wú)O2氧化性氣氛。
3.一種半導(dǎo)體模塊，其特征在于，包括一半導(dǎo)體激光器；一殼體，所述殼體包封所述半導(dǎo)體激光器；以及一無(wú)O2氧化性氣氛，所述無(wú)O2氧化性氣氛與所述半導(dǎo)體激光器接觸并由所述殼體所容納。
4.一種半導(dǎo)體激光器模塊，其特征在于，包括一半導(dǎo)體激光器；一固體氧化劑；一密封氣氛，所述密封氣氛與所述半導(dǎo)體激光器和所述氧化劑接觸；以及一殼體，所述殼體容納所述密封氣氛、所述半導(dǎo)體激光器和所述固體氧化劑。
5.一種半導(dǎo)體激光器模塊，其特征在于，包括一半導(dǎo)體激光器；一殼體，所述殼體包封所述半導(dǎo)體激光器；以及一包括氧化氮的氣氛，所述氣氛與所述半導(dǎo)體激光器接觸并由所述殼體所容納。
6.一種半導(dǎo)體激光器模塊，其特征在于，包括一半導(dǎo)體激光器；一殼體，所述殼體包封所述半導(dǎo)體激光器；以及一包括臭氧的氣氛，所述氣氛與所述半導(dǎo)體激光器接觸并由所述殼體所容納。
7.一種半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的制造方法，其特征在于，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體激光器；提供一殼體；提供一包括過(guò)氧化氫的氣氛；以及將所述半導(dǎo)體激光器和所述氣氛包封在所述殼體內(nèi)。
8.一種半導(dǎo)體激光器模塊，其特征在于，包括一半導(dǎo)體激光器；一殼體，所述殼體包封所述半導(dǎo)體激光器；以及一包括過(guò)氧化氫的氣氛，所述氣氛與所述半導(dǎo)體激光器接觸并由所述殼體所容納。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體激光器模塊，其特征在于，所述氣氛包括惰性氣體。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體激光器模塊，其特征在于，進(jìn)一步包括一吸氣劑，所述吸氣劑與所述氣氛接觸并由所述殼體所容納。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)方面是半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊的制造方法,其中包括:提供半導(dǎo)體激光器、殼體和氧化性氣氛,使氧化性氣氛與半導(dǎo)體激光器接觸并被殼體所容納。另一方面,本發(fā)明包括半導(dǎo)體激光器光波導(dǎo)電信模塊,其中包括:半導(dǎo)體激光器,以及用于包封半導(dǎo)體激光器和與半導(dǎo)體激光器接觸并由殼體所容納的無(wú)O
文檔編號(hào)H04B10/155GK1350654SQ00807484
公開(kāi)日2002年5月22日 申請(qǐng)日期2000年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月14日
發(fā)明者D·C·布克班德 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司