[發(fā)明專利]多個(gè)半導(dǎo)體激光器的立式光纖耦合模塊

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010213866.2
• 申請(qǐng)日: 2010-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN102315591A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 房濤;王戈;張瑛;亓巖;畢勇;閔海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中視中科光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01S5/40
• 分類號(hào): H01S5/40;H01S5/024;H01S5/00;H01S5/026
• 代理公司: 北京中海智圣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11282
• 代理人: 李奎書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器的光纖耦合技術(shù)，尤其涉及一種多個(gè)半導(dǎo)體激光器的立式光纖耦合模塊。

背景技術(shù)

在現(xiàn)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(dǎo)體激光器(LD)陣列作為光源。單個(gè)半導(dǎo)體激光器的輸出光功率較低，往往不能滿足激光顯示對(duì)于高功率激光光源的要求，實(shí)際應(yīng)用中常將多個(gè)獨(dú)立的半導(dǎo)體激光器的輸出光整形、合并到一起輸出。為了將LD產(chǎn)生的激光導(dǎo)入光纖，需要先將單個(gè)LD封裝到某種特定的封裝模塊內(nèi)，以使其產(chǎn)生的光信號(hào)穩(wěn)定可靠地耦合到光纖，再將多個(gè)封裝好的LD模塊以陣列方式排布在一個(gè)基板上，以達(dá)到統(tǒng)一供電并將直流偏置、調(diào)制信號(hào)等電信號(hào)引入LD的目的。

圖9為一種常見的封裝模塊的列陣平面示意圖，包括底板905與固定在其上的多個(gè)常見的蝶形封裝模塊，蝶形封裝模塊的外殼904兩側(cè)開設(shè)有固定槽903，外殼904上還設(shè)有光纖耦合組件906、接電針腳902，光纖406自光纖耦合部件906引出并集束于A點(diǎn)，電路走線901自接電針腳902引出。這種排布具有以下缺點(diǎn)：

1、電路走線901與光纖406在一個(gè)平面內(nèi)完成，彼此之間容易纏繞，影響安裝、維修等操作。

2、從集束點(diǎn)A到各光纖耦合組件906所使用的光纖長度不一致，使得實(shí)際操作中需要準(zhǔn)備不同長度的光纖，為光纖的準(zhǔn)備帶來不便。并且光纖可替換性不強(qiáng)。

3、封裝模塊的排布密度小，由于走線的需要，封裝模塊排布在底板905上時(shí)，模塊之間必須錯(cuò)開排列，無法達(dá)到最大排布數(shù)量。

為解決上述LD封裝模塊存在的問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員做出了一些改進(jìn)，如專利申請(qǐng)?zhí)枮?00820080688.9的中國實(shí)用新型專利名稱為：一種半導(dǎo)體激光器封裝模塊及其列陣，該實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體激光器封裝模塊，如圖8所示，包括管殼803、鎖緊槽801、光纖耦合部件802、半導(dǎo)體激光器202和針腳103；管殼803的兩側(cè)設(shè)置有鎖緊槽801，管殼803上還固定有光纖耦合部件802和針腳103，半導(dǎo)體激光器202則安裝在管殼內(nèi)部，其中光纖耦合部件802和半導(dǎo)體激光器202同軸放置，且光纖耦合部件802的軸和鎖緊槽801所在的平面垂直。該實(shí)用新型的模塊排列成列陣后，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、從光纖集束點(diǎn)到各光纖耦合部件的長度基本相同，便于光纖的替換維護(hù)。

2、半導(dǎo)體激光器封裝模塊中的光纖耦合部件與針腳不在同一平面內(nèi)，使得列陣中的電路走線和光纖走線在不同平面內(nèi)完成，彼此之間不會(huì)纏繞，進(jìn)而影響安裝、維護(hù)。

3、半導(dǎo)體激光封裝模塊在列陣中排布密度與傳統(tǒng)技術(shù)相比較高，同等面積下可排布更多的封裝模塊，即列陣總功率較大。

但該實(shí)用新型在一個(gè)封裝模塊內(nèi)只放置一個(gè)半導(dǎo)體激光器，半導(dǎo)體激光器的排列密度仍有提高的空間。另外LD封裝模塊內(nèi)需要單獨(dú)設(shè)置TEC(半導(dǎo)體致冷器)，再將列陣中每個(gè)LD封裝模塊中的TEC串聯(lián)，模塊制造成本較高且整體穩(wěn)定性不易控制。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的布線復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，制造成本較高的問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整和維修方便，排布密度大的半導(dǎo)體激光模塊。

多個(gè)半導(dǎo)體激光器的立式光纖耦合模塊，包括封裝外殼和開設(shè)在封裝外殼頂部的多個(gè)固定裝置，在所述的固定裝置上設(shè)置有透鏡-光纖組件，封裝外殼內(nèi)設(shè)有與透鏡-光纖組件共軸的半導(dǎo)體激光器、用于固定半導(dǎo)體激光器的熱沉、用于固定熱沉并電連接半導(dǎo)體激光器的基板(基板與半導(dǎo)體激光器之間的電連接為現(xiàn)有技術(shù)，如通過導(dǎo)線與焊點(diǎn)的連接導(dǎo)通，圖中未示)，所述的透鏡-光纖組件、半導(dǎo)體激光器的軸與基板所在平面垂直，所述半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光垂直于基板向上入射到透鏡-光纖組件。在半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光一端還設(shè)有用于進(jìn)行快軸準(zhǔn)直的透鏡(快軸準(zhǔn)直透鏡為現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中采用球面自聚焦透鏡，體積較小，圖中未示)。

所述的半導(dǎo)體激光器為單個(gè)半導(dǎo)體激光器芯片或半導(dǎo)體激光器bar條或多個(gè)半導(dǎo)體激光器芯片組成的半導(dǎo)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。

所述的基板與封裝外殼之間還設(shè)有半導(dǎo)體致冷器。

所述的半導(dǎo)體致冷器與基板、封裝外殼之間的連接方式為焊接或螺接。

所述透鏡-光纖組件由透鏡組件、透鏡適配環(huán)、限位環(huán)、光纖、光纖插針和套筒構(gòu)成。

所述透鏡組件為自聚焦透鏡、圓柱形透鏡、雙曲面透鏡、C透鏡和組合透鏡的其中之一。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：