[發(fā)明專利]窄線寬穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310728387.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN103682979A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳偉;祝寧華;劉建國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): H01S5/026
• 分類號(hào): H01S5/026;H01S5/068;H01S5/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電子器件封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種窄線寬穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器。

背景技術(shù)

單片集成窄線寬高穩(wěn)頻激光器不但在通信領(lǐng)域有巨大需求，同時(shí)還是信道化衛(wèi)星通信、氣體光譜檢測(cè)、光纖水聽器、光纖陀螺等設(shè)備的核心光源。國外從上個(gè)世紀(jì)80年代開始，投入了大量的人力物力對(duì)窄線寬激光器進(jìn)行了深入的研究。目前主要采用衍射光柵進(jìn)行外腔光反饋。一般來說，外腔激光器主要由半導(dǎo)體光放大器和衍射光柵組成。利用外腔光柵反饋技術(shù)，進(jìn)行線寬壓窄需要準(zhǔn)確地校準(zhǔn)激光器與外腔的相對(duì)位置。因此，這一技術(shù)必然容易受到外界干擾，在實(shí)際操作中需要精細(xì)校準(zhǔn)。為克服這一缺點(diǎn)，有人提出了一種基于相位共軛鏡的外腔反饋激光器結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是相位共軛鏡可以自校準(zhǔn)，他們將激光器的線寬壓窄到了100kHz。在實(shí)際應(yīng)用中，不僅需要對(duì)激光器的線寬進(jìn)行壓窄的，還需要對(duì)激光器的輸出光進(jìn)行穩(wěn)頻。一些科研人員利用與激光器分離的Fabry-Perot腔做為光反饋元件，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器的自穩(wěn)頻并。為進(jìn)一步提升激光器的頻率穩(wěn)定性，可將外腔反饋激光器穩(wěn)定在銣的飽和吸收峰上，從而獲得了線寬為15kHz，長期穩(wěn)定性達(dá)到10kHz的外腔激光器。窄線寬激光器的穩(wěn)頻也可以通過相位共軛反饋來實(shí)現(xiàn)，人們利用這一技術(shù)將激光器的線寬從5MHz壓窄到25kHz。

半導(dǎo)體穩(wěn)頻激光器相比如現(xiàn)有的光纖窄線寬激光器最大的優(yōu)勢(shì)在于的穩(wěn)定性、可靠性以及規(guī)模生產(chǎn)的低成本。運(yùn)用成熟的半導(dǎo)體光電子器件工藝，本項(xiàng)目產(chǎn)品在芯片制備環(huán)節(jié)，可以達(dá)到80％以上的良品率，芯片的一致性也非常好，采用激光焊接和平行封焊，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率。

本專利提出一種應(yīng)用于半導(dǎo)體激光器的封裝結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的線寬壓窄和波長穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種窄線寬穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器的封裝方法，該方案中，半導(dǎo)體激光器芯片的封裝集成了光濾波器用于監(jiān)測(cè)激光器的波長漂移，封裝中加入了半反射鏡，將背向激光分成兩路后，分別進(jìn)入光探測(cè)器進(jìn)行光強(qiáng)度探測(cè)。此封裝裝置方便外部電路對(duì)激光器進(jìn)行波長穩(wěn)定控制和線寬壓窄。

本發(fā)明提供一種窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中包括：

一激光器芯片；

一第一光學(xué)透鏡、一光隔離器、一第二光學(xué)透鏡和一透鏡光纖，該第一光學(xué)透鏡、光隔離器、第二光學(xué)透鏡和透鏡光纖依次位于激光器芯片一側(cè)的光路上；

一半反射鏡，其位于激光器芯片另一側(cè)的光路上，且與光路成一預(yù)定角度，將激光器芯片的光部分反射；

一第一光電探測(cè)器，其位于半反射鏡反射的光路上；

一法布里珀羅光學(xué)濾波器，其位于半反射鏡的一側(cè)，且與半反射鏡在同一光路；

一第二光電探測(cè)器，其位于法布里珀羅光學(xué)濾波器的一側(cè)，且與半反射鏡在同一光路；

以上元件均安裝在一金屬基座上。

本發(fā)明的有益效果是：該封裝方案設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體激光器能通過外部激光器驅(qū)動(dòng)電路，有效的獲取波長抖動(dòng)信息，通過電路控制能獲得長期的激光器波長穩(wěn)定性，并且能很方便的通過外部電路實(shí)現(xiàn)激光器的線寬壓窄。

附圖說明

為進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中：

圖1是本發(fā)明提供的窄線寬穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器封裝設(shè)計(jì)圖；

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中包括：

一種窄線寬穩(wěn)頻激光器封裝裝置，其中包括：

一激光器芯片1，所述的激光器芯片1發(fā)射波長為紅外光波段；

一第一光學(xué)透鏡2、一光隔離器3、一第二光學(xué)透鏡4和一透鏡光纖5，該第一光學(xué)透鏡2、光隔離器3、第二光學(xué)透鏡4和透鏡光纖5依次位于激光器芯片1一側(cè)的光路上；

一半反射鏡6，其位于激光器芯片1另一側(cè)的光路上，且與光路成一預(yù)定角度，將激光器芯片1的光部分折射，所述半反射鏡6與激光器芯片1輸出光路的夾角為90度，所述半反射鏡6的波長和法布里珀羅光學(xué)濾波器8的濾波波長與激光器芯片1的波長一致，所述半反射鏡6為一部分光功率反射，另外一部分光功率透射的光學(xué)器件；

一第一光電探測(cè)器7，其位于半反射鏡6折射的光路上；

一法布里珀羅光學(xué)濾波器8，其位于半反射鏡6的一側(cè)，且與半反射鏡6在同一光路；

一第二光電探測(cè)器9，其位于法布里珀羅光學(xué)濾波器8的一側(cè)，且與半反射鏡6在同一光路；

以上元件均安裝在一金屬基座10上。