[實用新型]消閾值激光二極管組件

無效

• 申請號: 00233985.4
• 申請日: 2000-05-10
• 公開（公告）號: CN2427908Y
• 公開（公告）日: 2001-04-25
• 發明（設計）人: 甘志銀;易燕春;黃秋元
• 申請（專利權）人: 甘志銀;易燕春;黃秋元
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王鴻謀

本實用新型涉及一種光纖通信用的光電轉換器件，特別是一種消閾值激光二極管組件。

在光纖通信領域中，光源器件是很重要的器件之一，一種是以發光二極管做為光源器件，發光二極管的工作電流一般在60mA左右，沒有工作閾值電流的影響，將其通電即產生光，其優點是調制驅動電路簡單，缺點是其頻譜較寬，工作穩定性較差，輸出光功率較低，一般在100μW以下，另一種是以激光二極管做為光源器件，其工作電流一般在20mA左右，輸出光功率很高，一般大于100μW，頻譜較窄，工作穩定性較好，但有較小工作閾值電流，當低于這一閾值電流時，將產生熒光，因此其調制驅動電路復雜。上述二者各有其優缺點，如何研制一種光源器件既具有二者優點，又將二者缺點降至最低，是本領域技術課題之一。

本實用新型目的是提供一種消閾值激光二極管組件，它的光功率電流曲線類似發光管，調制驅動電路簡單，且閾值電流不會影響其正常工作，同時光功率輸出可高達100到500μW。此外，該激光二極管的封裝中，還可直接帶有適配器的封裝，該組件結構可衍生出各種標準的適配器結構。

本實用新型的目的是按如下技術方案實現的。它包括激光器管芯，激光寶塔、套筒、陶瓷插芯、陶瓷插芯座，陶瓷插芯位于陶瓷插芯座的中心孔內，激光器管芯位于激光寶塔的中心孔內，該激光寶塔位于套筒的中心孔內，并可沿軸向調節激光寶塔與該套筒之間的相對位置，套筒的一端與陶瓷插芯座端面連接，激光器管芯與陶瓷插芯是同心的，陶瓷插芯的面對激光器管芯的端面是斜面。在陶瓷插芯座的階梯圓上裝有直套，在直套內孔中裝有套在陶瓷插芯上的陶瓷套管。所述陶瓷插芯上裝配有單模光纖。本實用新型采取結構為離焦耦合的結構，在該激光二極管結構中，采用陶瓷插芯的端面為斜面以減小發射光直接進入管芯的程度，保持該組件工作穩定，通過裝配時調節該激光器管芯的軸向位置，使激光器管芯的焦點位置偏離開該陶瓷插芯的斜平面中心至所需距離，然后將位置固定，使該激光二極管組件的性能達到使用要求，即成為工作電流較高，閾值電流很低可忽略不計的高光功率的激光二極管，既綜合了發光二極管與激光二極管的優點，同時該結構還可變化出FC、ST等各種適配器的耦合結構來。

綜上所述，本實用新型采用端面為斜面的陶瓷插芯和可調焦距距離的結構，以及帶有適配器的封裝結構，使本實用新型達到既有光二極管的調制驅動簡單的優點，又有激光二極管的大功率、工作穩定性好的優點，且結構簡單，可直接帶有適配器。本實用新型適于光纖通信裝置上使用，可代替現有的發光二極管及激光二極管，本實用新型還可作用于以半導體激光器作光源的系統，如光纖陀螺的導航系統、定位系統、探測系統上。

下面以實施例做具體介紹。

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2、3為各光功率電流曲線圖。

圖中代號：1直套??????????2陶瓷套管????3激光寶塔4激光器管芯????5套筒????????6陶瓷插芯座7陶瓷插芯??????8斜面????????9階梯圓

如圖1，本實用新型包括激光器管芯4、激光寶塔3、套筒5、陶瓷插芯7、陶瓷插芯座6，該陶瓷插芯7位于陶瓷插芯座6的中心孔內，激光器管芯4位于激光寶塔3的中心孔內，該激光寶塔3位于套筒5的中心孔內，并可沿軸向調節該激光寶塔3與該套筒5間的相對位置，以得到所需離焦距離。套筒5的一端與陶瓷插芯座6端面連接，激光器管芯4與陶瓷插芯7是同心的，陶瓷插芯7的面對激光器管芯4的端面是斜面8。在陶瓷插芯座6的階梯圓9上裝有直套1，在直套1內孔中裝有套在該陶瓷插芯7上的陶瓷套管2。各件中，直套1、陶瓷套管2、陶瓷插芯7、陶瓷插芯座6是在緊密配合下連在一起的，并與套筒5、激光寶塔3、激光器管芯4同軸，陶瓷插芯7是裝配有單模光纖的陶瓷插芯。當裝配時，將激光寶塔3與激光器管芯4同軸情況下，用膠及點焊將二者固定。將管腿4A通電，則管芯4上的透鏡4B發光，在保證該套筒5與其它配合件同軸情況下，沿軸向移動該激光寶塔3，調節該激光器管芯4的聚焦距離，當出射光焦點在陶瓷插芯7的斜面8的中心點處時，此時其光功率電流曲線如圖2，為典型的激光二極管的光功率-電流曲線，在溫度變化時由于閾值的變化，光功率變化很大，在驅動電流為25mA時，T=25℃時功率為200μW，T=70℃時為50μW。沿軸向調節激光寶塔3與套筒5之間的相對位置，使焦點與該斜面8的中心離開進行離焦耦合。如圖3所示，曲線B為典型的激光器的光功率-電流曲線，曲線A為離焦耦合消閾值激光二極管的光功率-電流曲線，在曲線A上，該激光管管芯在60mA時光功率為100-600μW之間，這時光功率-電流曲線A就與發光管很相似，但由于消閾值激光管的耦合效率低，工作電流在60mA時，閾值在這里與工作電流相比可以忽略，因而閾值隨溫度的變化對光功率的影響也就很小。而在精確耦合的激光器中，由于閾值可以與工作電流25mA相比不可忽略，從而對光功率影響很大。本實用新型的耦合精度比帶尾纖的激光器要求低，且工藝簡單，材料、人工成本均較低。圖1中的直套1是SC適配器，通過改變直套1的外形結構，可裝配各種FC適配器或帶尾纖輸出。