[發明專利]一種半導體激光器光纖耦合模塊

無效

• 申請號: 201010205363.0
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN102279446A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 房濤
• 申請（專利權）人: 北京中視中科光電技術有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 胡靜

技術領域

本發明涉及一種半導體激光裝置，尤其涉及一種半導體激光器光纖耦合模塊。

背景技術

在現有的激光顯示或其他需要高功率激光輸出的場合中，通常采用半導體激光器作為光源。單個半導體激光器或半導體激光器封裝模塊的輸出光功率較低，往往不能滿足激光顯示對于高功率激光光源的要求，實際應用中常需要將多個獨立的半導體激光器的輸出光整形、合并到一起輸出。

目前多個半導體激光器的輸出光合并方式有兩種，微光學系統耦合方法和光纖列陣耦合方法，其中微光學系統耦合方法較為常見，微光學系統耦合方法是通過微光學系統（微透鏡、微棱鏡列陣等），對所有激光器的輸出光進行整形、變換，將各激光器的輸出光束變換為平行光束，再通過非球面透鏡聚焦耦合到單根光纖內，如授權公告號為201331603Y的中國實用新型專利《一種將多路半導體激光耦合入單根光纖的激光模塊》所述，其結構為多個激光器芯片垂直安裝在階梯型金屬熱沉上，每個激光器的光束都由一個微柱透鏡和一個柱面鏡分別在快軸和慢軸方向進行準直后形成準平行的光束，每路準平行的光束都照射到對應的反射鏡上，反射鏡改變光束的方向并壓縮光束之間的距離，經反射和壓縮的準平行光束通過一個由自聚焦透鏡、限位環、光纖插針和套筒構成的自聚焦透鏡—光纖組件聚焦耦合入單根光纖，并且該自聚焦透鏡—光纖組件固定在模塊外殼的管口上。該實用新型將分立的激光器的輸出光耦合入一根單光纖，可對快軸和慢軸同時進行整形和準直，并可用一根芯徑能夠得到比較高的功率密度，缺點在于微透鏡和微透鏡列陣的加工難度大，同時耦合效率偏低，激光模塊整體體積較大，不能滿足顯示技術對激光光源的要求。

光纖列陣耦合方法是通過微光學系統將每個獨立的半導體激光器或列陣中每個半導體激光器與相同數目的光纖列陣一一耦合，再在光纖束出射端進行集束，采用這種方法的耦合光纖系統相對簡單，調整和維修方便，制造成本低；為了將LD產生的激光導入光纖，往往需要先將單個LD設置于封裝模塊內，以使其產生的光信號穩定可靠地耦合到光纖，再將多個封裝好的LD模塊以陣列方式排布在一個基板上，以達到統一供電并將直流偏置、調制信號等電信號引入LD的目的。封裝模塊之間針腳走線與光纖走線在一個平面內完成，彼此之間容易纏繞，影響安裝、維修等操作，且由于走線的需要，封裝模塊排布在基板上時，模塊之間必須錯開排列，無法達到最大排布數量，激光模塊整體體積較大。

發明內容

為解決現有技術存在的結構復雜，體積較大等問題，本發明提供一種結構簡單、體積小的半導體激光器光纖耦合模塊。

一種半導體激光器光纖耦合模塊，包括封裝外殼和開設在封裝外殼上的多個固定裝置，在所述固定裝置上固定有透鏡—光纖組件；封裝外殼內設有與透鏡—光纖組件共軸的半導體激光器，用于固定半導體激光器的熱沉，所述的熱沉數量為一個或多個，每個熱沉上固定有一個半導體激光器，半導體激光器發射的激光平行于半導體激光器與熱沉的接觸面，并射入透鏡—光纖組件。在半導體激光器發射激光一端還設有快軸準直透鏡。（快軸準直透鏡為現有技術，圖中未示）

所述的半導體激光器為所有發光元的組合，實際應用中為單個半導體激光器芯片、半導體激光器bar條或多個半導體激光器芯片組成的半導體激光器列陣。

所述的固定裝置為固定管或安裝孔。

所述的固定管與透鏡—光纖組件之間的固定方式為焊接或膠接或套接，所述的安裝孔與透鏡—光纖組件之間的固定方式為焊接或膠接。

所述的固定裝置為固定管或安裝孔，固定裝置與透鏡—光纖組件之間的固定方式為焊接或膠接或套接。

所述固定裝置為多個固定管，固定管分別設置在封裝外殼的同一側面上或相對的兩個面上。

在熱沉固定半導體激光器的一端或熱沉與封裝外殼之間還設有絕緣導熱層，相應地，所述的半導體激光器之間的電路連接方式為串聯或并聯。其中半導體激光器的串聯連接是通過下列結構實現的：熱沉固定半導體激光器一端設置絕緣導熱層，熱沉上還設有線路引出端，半導體激光器、線路引出端均設在絕緣導熱層上，因而與熱沉絕緣，半導體激光器與線路引出端連通，線路引出端與用于導通各個半導體激光器的連接構件連接。

封裝外殼底部還集成有用于散熱的半導體致冷器（TEC）。TEC為現有技術（圖中未示）。

所述絕緣導熱層可為金剛石、氮化鋁、陶瓷或云母的其中之一。

所述熱沉與封裝外殼的固定方式為焊接或螺接兩種方式之一。

所述透鏡—光纖組件由透鏡組件、透鏡適配環、限位環、光纖、光纖插針和套筒構成?。