[發明專利]Z字形自準直半導體光放大器熱沉

無效

• 申請號: 201410047192.1
• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN103779783A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 于麗娟;劉建國;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及行波半導體光放大器封裝領域，特別是指一種Z字形自準直半導體光放大器熱沉。

技術背景

半導體光放大器具有體積小，重量輕，價格低廉，功耗低，增益大，易于與其它半導體器件集成。半導體光放大器即可以用于光傳輸系統的前置放大，后置放大，在線放大，又可以利用交叉增益調制，交叉相位調制，四波混頻等構成光開關，波長變換等器件，因此對未來的全光高速通信網將產生深遠影響。作為全光通信系統中的關鍵器件半導體光放大器(S0A)，制約其性能和價格的重要因素之一就是器件的耦合封裝。

為了提高半導體光放大器增益譜帶寬，減小共振的共振作用，半導體放大器管芯采用斜腔設計，從而也導致了半導體光放大器出光方向沿波導方向發生傾斜，出射光線的中心不在垂直腔面的水平線上，發生一定的偏移，由于半導體光放大器是閾值以下工作，出光功率較低，光線出射發散角也大，如果利用光纖直接耦合，則損耗很大，耦合效率極低。因此，作為斜腔半導體光放大器的耦合效率的提高，多年來一直是業內非常關心和重視的問題。半導體光放大器與單模光纖的耦合一直是一個重要的研究內容，為了提高和改善半導體光放大器的耦合效率，我們采用Z字形自準直熱沉，避免了在焊接或倒裝焊芯片到熱沉上時出光束發生傾斜，大大提高了耦合效率，因此，自對準熱沉的設計對于提高行波半導體光放大器的性能具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于發明一種能夠校準斜腔半導體光放大器出光方向的熱沉，具有結構簡單和方便耐用的特點。

本發明提供一種一種Z字形自準直半導體光放大器熱沉，包括：

一上水平橫梁；

一下水平橫梁，該下水平橫梁與上水平橫梁平行；

一斜梁，該斜梁位于上水平橫梁和下水平橫梁之間，該斜梁的一端與上水平橫梁的一端固定，該斜梁的另一端與下水平橫梁遠離固定該斜梁的上水平橫梁的另一端固定，該上水平橫梁、下水平橫梁與斜梁之間形成有一夾角，形成Z字形。

本發明的有益效果是：結構簡單、操作方便，制冷效果好，容易對準等，可以大大提高耦合效率。

附圖說明

為進一步說明本發明的具體技術內容，以下結合實例及附圖說明對本發明做進一步描述：

圖1為本發明Z字形自準直行波半導體光放大器熱沉的立體結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發明提供一種Z字形自準直半導體光放大器熱沉，包括：

一上水平橫梁1；

一下水平橫梁2，該下水平橫梁2與上水平橫梁1平行；

一斜梁3，該斜梁3位于上水平橫梁1和下水平橫梁2之間，該斜梁3的一端與上水平橫梁1的一端固定，該斜梁3的另一端與下水平橫梁2遠離固定該斜梁3的上水平橫梁1的另一端固定，該上水平橫梁1、下水平橫梁2與斜梁3之間形成有一夾角，形成Z字形。

采用Z字形自準直半導體光放大器熱沉，其中斜梁3與上水平橫梁1和下水平橫梁2之間夾角的角度為7°-25°，使用方便，得到更大的光場輸出，大大提高了半導體光放大器的耦合效率。為了減小諧振腔反射，半導體光放大器管芯通常采用斜腔設計，如果將光纖直接對準半導體光放大器芯片腔面，輸出光功率小，損耗大，大大降低，耦合效率較低，影響半導體光放大器的性能。針對斜腔半導體光放大器芯片，重新設計了一個子對準熱沉。半導體光放大器芯片可直接放到自對準熱沉上，腔面沿著Z字形自準直行波半導體光放大器熱沉的斜梁3放置即可，斜梁3的寬度與腔長相同，斜梁3的寬度為800-2000μm，這樣就能大大提高耦合效率。

Z字形自準直半導體光放大器熱沉，該斜梁3與上水平橫梁1和下水平橫梁2由紫銅材料制成。水平橫梁1和下水平橫梁2的正反面鍍金膜，利于焊接，串聯減小電阻，因為銅的熱導系數大于金，所以，斜梁3不用鍍金，更利于傳熱。

Z字形自準直半導體光放大器熱沉，其中斜梁3的寬度為800微米-2000微米，適用于不同腔長的光放大器管芯。上水平橫梁1和下水平橫梁2的寬度為1000-2000微米，作為電連接點和散熱口。

實驗舉例：我們對一個光纖與半導體光放大器管芯腔面垂直和光纖與半導體光放大器管芯波導平行兩種情況的輸出功率進行了測試，當電流為100mA時，光纖垂直于半導體光放大器管芯腔面時，耦合輸出光功率為0.788mW，當光纖與光放大器波導平行(光纖與腔面成7°-25°角)時，耦合輸出光功率為1.025mW，效率可提高1.33倍。實驗證明：對于斜波導來說，光纖耦合輸出時，光纖與腔面成一定角度(7°-25°角)時，耦合輸出光功率明顯增大。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。