[實用新型]半導體激光器輸出的光學耦合裝置

無效

• 申請號: 00205491.4
• 申請日: 2000-02-22
• 公開（公告）號: CN2425366Y
• 公開（公告）日: 2001-03-28
• 發明（設計）人: 汪中
• 申請（專利權）人: 汪中
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 北京申翔知識產權服務公司專利代理部
• 代理人: 張遵逵

本實用新型屬于光纖通信領域，更進一步說是屬于半導體激光輸出和光尾纖之間的光學耦合裝置。

光纖通信領域中普遍使用半導體激光器作為發射源，它是光通信系統中將電信號轉化為光信號的關鍵器件，在光通信技術中占有舉足輕重的地位。半導體激光器的輸出光有較大的發散角，輸出的光與光尾纖之間必須要有一個光學耦合的裝置，這種光學耦合封裝又是關系到整個器件性能的重要技術。特別是對于光通信用的高速分布反饋式(DFB)激光器模塊，對于光譜和信號的穩定性要求很高。對于這個光學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。通常的半導體激光器輸出偶合裝置是用光學透鏡，用于光束的會聚。也有的耦合裝置要用兩個透鏡，一個用于光的準直，另一個用于光的聚焦。但是我們發現用這種雙透鏡的激光輸出耦合裝置，一般穩定性不好，加工工藝難于控制，而且光纖內的反射光會進入激光器，影響激光器工作的穩定性。本實用新型的目的就是提供一種能提高光耦合效率和穩定性，提高系統容差，使之適于批量生產，并且能消除上述光纖內反射光的半導體激光器輸出的光學耦合裝置。

本實用新型的技術解決方案是：一種半導體激光器輸出的光學耦合裝置，具有兩個透鏡，第一個用于收集發射光并準直，第二個用于聚焦并連接光纖頭；其特征在于使用兩個光學透鏡，并且透鏡之間有一個光學隔離器。

所說的第一和第二個透鏡是自聚焦透鏡，透鏡周期(pitch)分別為0．18和0．23。

所說的第一個透鏡是球透鏡或非球面透鏡。

所說的各光學元件的定位用激光焊接。

所說的第二個透鏡的出射面和光纖端面的傾角相同。

以下結合附圖對于本實用新型加以詳細的說明。圖1所示的是本實用新型半導體激光器輸出的光學耦合裝置的一個實施例結構示意圖。圖1中(1)是激光器管芯，(2)是第一透鏡，本實施例中是一個自聚焦透鏡球透鏡，(3)是光學隔離器，(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)，本實施例中是半導體制冷器，，(11)是激光器的熱沉，(12)是透鏡支架。圖2是另一個實施例，其中的第一透鏡(2)是球透鏡。

本實用新型應用兩個透鏡，第一透鏡將半導體激光器的光收集并準直，或接近準直，形成一個0．5毫米左右的光束。此準直光束通過一個光學隔離器，然后用第二透鏡對光束進行聚焦，并將光纖端面置于焦點，從而達到將光束耦合進光纖的目的。為了減少光的后向反射，所有光學界面都鍍有相應波長的增透膜，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位置，經精確調整后以激光焊接定位。透鏡與金屬外套經環氧樹脂粘接或錫焊，外套與支架由激光器焊接定位。

光學隔離器由機加工精度保證定位，經調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度并鍍增透膜，以減少反射。

第二透鏡與光纖頭配合調整，并用膠粘或錫焊方法與金屬外套連接定位。

在激光器輸出光經過的各光學表面鍍與激光器相應波長的增透膜。

本實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，提高了系統穩定性，增加了容差，使采用本實用新型的激光模塊更適于大量生產，兩個透鏡之間置入光學隔離器，使光纖一端的反射和散射光不能再進入激光器一端，進一步提高了激光器工作的穩定性，又由于各光學表面有激光器波長的增透膜，進一步減少反射光，提高了信號-躁聲比。

雖然本實用新型是用上述的實施例和附圖加以說明的，本實用新型并不限于實施例和附圖，凡是本領域的技術人員看過本實用新型說明書后，所能想到的任何本實用新型的變形方案，都應當看成是在本實用新型的保護范圍之內。