[發明專利]一種基于熱敏電阻的超輻射發光二極管

在審

• 申請號: 201410729891.4
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104466662A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 劉占元;陳碩;王愛民;古麗娟
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;北京大學
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種超輻射發光二極管，具體涉及一種基于熱敏電阻的超輻射發光二極管。

背景技術

超輻射發光二極管(Super?luminescent?Diode,SLD)是一種自發輻射的單程光放大器件，其管殼內部的組件包括超輻射發光管芯、熱沉基底、半導體制冷器和熱敏電阻、金絲電極、探測器及透鏡光纖等。管芯發出的寬帶光通過與光纖透鏡耦合，將其發射光耦合入傳導光纖，實現光輸出。通常來說，半導體發光器件的輸出光譜隨管芯的溫度變化會發生漂移，比如當溫度升高時，其輸出光譜會向長波長漂移，當溫度降低時，則相反。熱敏電阻阻值與超輻射發光管溫度具有一定的對應關系，熱敏電阻阻值的變化就反應了發光管溫度的變化，通過調節半導體制冷器的工作電流就可以改變超輻射發光管的工作溫度，通過外電路實現對器件的溫控。

對超輻射發光二極管來說，代表寬帶光譜重心的平均波長隨管芯溫度的變化率一般為400ppm/℃,通過增加熱敏電阻監測管芯溫度，能夠通過硅制冷器實現熱敏電阻的溫度控制精度在0.1℃之內。如果熱敏電阻處的溫度能夠充分精確的反應管芯的溫度，那么通過控溫整個發光器件的平均波長變化應該在40ppm之內。然而，實際上超輻射發光二極管的平均波長變化即使在控溫條件下也在幾百ppm量級，大大超出了其理論應該能夠達到的精度。這就說明熱敏電阻的溫度并不能完全正確的反應管芯的溫度。究其原因，這主要是因為熱敏電阻本身具有一定的體積，其雖然可以通過靠近放置在管芯旁邊，但是在較小的熱沉上也不能保證兩處的溫度的一致性，這樣我們就無法實現管芯溫度的精確控制，從而大大影響了整個發光管的光譜隨溫度的穩定性。如果能夠更精確得到超輻射發光管芯的溫度變化，就可以將發光管的溫度變化控制在非常小的范圍內，而實際中僅采用一個熱敏電阻放置于管芯的一側，很難準確得到發光管溫度的變化，對光源的溫度穩定性影響很大。

SLD光源是干涉型光纖傳感中的常用的光源器件，其波長的穩定性直接影響著傳感物理量的測量精度，光源的穩定性已經成為限制光纖傳感(比如光纖陀螺)精度提高的重要因素。在實際應用中，人們已經采用了很多方法來提高SLD光源的溫度控制精度，例如，采用數字化控制的驅動電路，設計數字溫控電路等，不僅實現了自動化，也具有很高的控制精度，然而，發光管的溫度是通過光源中的熱敏電阻感知的，熱敏電阻阻值變化會使驅動電路實現對器件對溫度的控制。如果熱敏電阻不能精確感知發光管的溫度，就無法對發光管進行精確的溫度控制。

因此需要提供一種超輻射發光二極管，來準確的反應發光管溫度的變化，更精準的將發光管芯的溫度變化控制在更小的范圍內。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于熱敏電阻的超輻射發光二極管，所述發光二極管管殼內部由半導體制冷器和位于所述半導體制冷器上端面的熱沉基底構成，所述熱沉基底的上端面設置有探測器、超輻射發光管芯、熱敏電阻和透鏡光纖，所述探測器、超輻射發光管芯和透鏡光纖位于同一軸線上，所述熱敏電阻為兩個并且對稱分布在所述超輻射發光管芯的兩側。

優選地，所述熱敏電阻為片狀熱敏電阻。

優選地，所述熱敏電阻包括：熱敏電阻素體，具有在第一方向上彼此相對的第一主面和第二主面；第一電極和第二電極，分布在所述熱敏電阻素體的所述第一主面，在與所述第一方向正交的第二方向上彼此分離而配置；第三電極，分布在所述熱敏電阻素體的所述第二主面，以從所述第一方向看與所述第一電極和所述第二電極重疊的方式配置。

優選地，所述第二方向上的所述第一電極與所述第二電極的沿面距離設定為比所述第二方向上的所述第一電極與所述第二電極的空間距離大。

優選地，在所述第一主面上的所述第一電極與所述第二電極之間的區域，形成有凹凸。

優選地，在所述第一主面上的所述第一電極與所述第二電極之間的區域，形成有沿著與所述第二方向交叉的方向延伸的槽。

優選地，從所述第一方向看，所述第一主面位于所述第二主面的外輪廓的內側，所述第一電極和第二電極位于所述第三電極的外輪廓的內側。

優選地，所述熱沉基底由鎢銅材料制成。

本發明的有益效果為：

本發明公開了一種基于熱敏電阻的超輻射發光二極管，通過將熱敏電阻為兩個并且對稱分布在所述超輻射發光管芯的兩側，能夠更精準的反應激光管芯位置溫度變化，并能夠通過控溫實現對管芯更精確的溫度控制，提高光源波長的溫度穩定性以提高傳感系統的測量精度，并且本發明中的熱敏電阻為電阻值的偏差小的高精度的片狀熱敏電阻，更進一步地提高了溫度控制的精度。

附圖說明