[發明專利]一種使用低溫玻璃焊料固定耦合光纖的工藝技術

無效

• 申請號: 200910061361.6
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101526645A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 周忠華;呂妮娜
• 申請（專利權）人: 武漢華工正源光子技術有限公司
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255;C03B37/15;C03C8/24
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱盛華

技術領域

本發明涉及一種光纖傳輸通信用光器件的半導體激光器耦合封裝工藝技術中固定光纖的技術。

背景技術

在光纖通信用光器件封裝工藝中，通常使用金屬化后的透鏡光纖(錐形或楔形)與激光器管芯進行光耦合。金屬化光纖8借助金屬管體9和鞍馬狀金屬支架10(主要材料為鎳)，采用激光焊接的方式固定(見圖4)。此固定方式較難控制，其問題在于：光纖需要金屬化，金屬材料的激光焊接存在能量不均衡，焊接部位殘余應力大，焊接區域的快速冷卻和相應材料的收縮變形，會造成焊后位移，耦合功率的損失等問題，會嚴重影響光器件的長期可靠性。對于一些輸出功率高、可靠性和壽命要求高的光器件，激光焊接的耦合固定工藝已不能滿足實際要求。

發明內容

本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種光纖無需金屬化處理，工藝簡單、可靠性高，焊后不會產生光纖位移現象，固定牢固的一種使用低溫玻璃焊料固定耦合光纖的工藝技術。

本發明目的的實現方式為，一種使用低溫玻璃焊料固定耦合光纖的工藝技術，采用以下步驟

1)AlN過渡塊加工隔熱槽、中隔熱槽、TaN電阻和焊料固定區，

2)將玻璃焊料，設計為門型，中間有門形槽，

3)粗調光纖位置，使其得到最大功率，再沿Y軸負方向和Z正方向移動光纖少許，將玻璃焊料放到光纖上，并讓光纖從玻璃焊料的門形槽中通過，

4)將玻璃焊料置于AlN過渡塊的內隔熱槽位置，并與AlN過渡塊接觸，

5)向AlN過渡塊上的TaN電阻通電，使玻璃焊料熔化，至表面有光澤后，降低電流電壓持續通電，其熱量要保證玻璃焊料能維持在玻璃狀態，

6)調整光纖的位置，使其得到最大功率，

7)在光纖位置得到最大功率位置上沿Y軸正方向移動光纖少許，歸步驟3)的原位，

8)停止向TaN電阻通電，玻璃焊料冷卻成固態，光纖即固定在AlN過渡塊上。

本發明具有以下優點：

1、采用低溫玻璃焊料運用熱阻高溫焊接的方式固定光纖，焊接成品率高，焊后不會產生光纖位移和應力不均衡現象，固定更牢固，激光器耦合效率的一致性和長期可靠性得到有效保證；

2、采用AIN過渡塊，AIN過渡塊在光纖焊接固化過程中起到熱聚集、隔離的作用，能有效保證焊料快速熔化，保證激光器管芯在光纖焊接固化過程中不受任何影響；

3、所使用的光纖無需金屬化處理，光纖處理工藝簡化，降低成本、可靠性更高。

附圖說明

圖1為本發明光纖固定采用的低溫玻璃焊料形狀圖，

圖2為本發明玻璃焊料固定光纖后的形狀圖

圖3a、b為本發明所使用的AlN過渡塊的俯視圖和側視圖，

圖4為普通激光焊接固定方式示意圖。

具體實施方式

本發明采用以下步驟，AlN過渡塊加工隔熱槽，玻璃焊料中間有門形槽，粗調光纖位置，玻璃焊料放到光纖上，光纖3從門形槽中通過，玻璃焊料置于AlN過渡塊的內隔熱槽位置，向AlN過渡塊上的TaN電阻通電，使玻璃焊料熔化，玻璃焊料熔化后均勻地包裹光纖并與過渡塊緊密接觸，降低電流電壓持續通電，其熱量要保證玻璃焊料能維持在玻璃狀態，調整光纖的位置至最大功率，停止通電，玻璃焊料冷卻成固態，光纖即固定在AlN過渡塊上(見圖2)。

下面參照附圖詳述本發明。

參照圖1，玻璃焊料1設計為門型，中間有門形槽2。本發明所采用的玻璃焊料是由Nortel?Networks?Limited專利申請中所述的玻璃焊料，其專利申請號為US6,777,358?B2。玻璃焊料熔點250℃-350℃，主要成分為：

氧化鉛????71％????氧化鉍????6％

氧化硼????6％?????氧化鈮????4％

氧化鈦????8％?????氧化鋅????3％

氧化鐵????2％。

屬性為低轉換溫度和熔化溫度、高熱膨脹系數、低熱傳導系數。其具有高的熱穩定性、無存儲效應、對于表面臟污有很高的容忍度、化學穩定性。

參照圖3a、3b，AlN過渡塊采用帶隔熱槽的設計。AIN過渡塊設計有隔熱槽4、中隔熱槽5、TaN電阻6和焊料固定區7。TaN電阻6為焊料的熔化提供熱量；隔熱槽4消除了低溫玻璃焊料光纖焊接過程中產出的熱量對過渡塊上其它元件(主要為LD管芯)的影響；固定區7保證了玻璃焊料熔接固定區；中隔熱槽5在一定的熱傳導的情況下，能確保焊料能快速熔化。

本發明采用的光纖為直徑125um光纖。