專利名稱：半導(dǎo)體激光器安裝對(duì)準(zhǔn)和校準(zhǔn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種光電子技術(shù)領(lǐng)域中半導(dǎo)體激光器安裝對(duì)準(zhǔn)和校準(zhǔn)的方法。
背景技術(shù)：
70年代以來，由于光導(dǎo)纖維技術(shù)和半導(dǎo)體激光器的重要突破，導(dǎo)致以光纖通訊、光纖傳感、光信息存儲(chǔ)、光信息處理與顯示等為代表的光信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展。反過來又促進(jìn)了半導(dǎo)體激光器更為廣泛的應(yīng)用。而在半導(dǎo)體激光器的大部分應(yīng)用中，均涉及到半導(dǎo)體激光器與光纖的耦合。如何提高激光器與光纖的耦合效率成為半導(dǎo)體激光器的關(guān)鍵技術(shù)。半導(dǎo)體激光器與光纖的耦合封裝方式主要有同軸封裝，雙列直插，蝶形封裝、帶射頻接口的封裝等等。同軸封裝具有寄生參數(shù)小、工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于LED、LD和光接收器件和組件封裝。整個(gè)同軸結(jié)構(gòu)由TO管座，管帽，內(nèi)套、外套以及內(nèi)部光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上下部有一致的同心度。半導(dǎo)體激光器在TO管座上的安裝對(duì)同軸封裝的耦合效率，成品率至關(guān)重要。一般來說，要求激光器的發(fā)光軸與TO管座的中心軸要完全重合。見圖1。X，Y，Z方向的對(duì)準(zhǔn)可以在高倍顯微鏡下通過對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志的對(duì)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)，而角度方面的對(duì)準(zhǔn)很難用顯微鏡來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榻嵌绕?-2度，耦合效率就會(huì)變化很大，乃至不能耦合出光。本發(fā)明通過激光器腔面反射光來探測(cè)發(fā)光方向的偏差，該方法可用于半導(dǎo)體激光器的實(shí)時(shí)安裝中，提高對(duì)準(zhǔn)精度，提高耦合的效率及成品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種半導(dǎo)體激光器安裝對(duì)準(zhǔn)和校準(zhǔn)的方法，該方法可用于半導(dǎo)體激光器的實(shí)時(shí)安裝中，提高對(duì)準(zhǔn)精度，提高耦合的效率及成品率。在提高芯片安裝的精確度時(shí)，特別解決半導(dǎo)體激光器出光方向與TO管殼中心軸方向偏離的定量測(cè)量與校正問題。
本發(fā)明一種半導(dǎo)體激光器安裝對(duì)準(zhǔn)的方法，其特征在于，包括如下步驟1)把燒結(jié)上激光器管芯的TO管殼固定在支架上，TO管殼的底平面貼緊支架以保證TO管殼的中心軸方向?yàn)閥方向；2)用一支準(zhǔn)直的可見光激光器以與y方向成θ角的方向，照射在半導(dǎo)體激光器芯片的晶體自然解理面(即激光器的出射腔面)上；3)在距離激光器出光腔面為D的地方固定一把尺子，使半導(dǎo)體激光器腔面反射的光會(huì)在尺子上顯現(xiàn)出一個(gè)光點(diǎn)；4)在激光器發(fā)光面與管殼的中心軸垂直時(shí)，可見光在標(biāo)尺上的光點(diǎn)為A1，在激光器發(fā)光面與管殼的中心軸偏離角度a時(shí)，可見光在標(biāo)尺上的光點(diǎn)為A2，A1與A2直接的距離E與偏離角度a，可見光的入射角度θ的關(guān)系為，E＝D{tg(θ+2a)-tgθ}
其中D為標(biāo)尺到激光器腔面的垂直距離；5)通過測(cè)量距離E，就可計(jì)算出激光器發(fā)光方向與TO管殼的中心軸的角度偏差a；從反射光點(diǎn)的在z方向上的位置移動(dòng)，可以判斷激光器管芯在z方向的角度偏差；同理，從反射光點(diǎn)在x方向上的位置移動(dòng)，亦可以判斷激光器管芯在x方向的角度偏差。
本發(fā)明一種半導(dǎo)體激光器安裝校準(zhǔn)的方法，其特征在于，包括如下步驟2)取一塊鏡片，固定在TO管殼支架上；2)鏡片的平面與固定支架上與TO管殼底面的接觸面平行，且使反射面與激光器的發(fā)光面在一個(gè)平面上，反射鏡反射的光點(diǎn)即為A1點(diǎn)，注意該方法以固定支架上與TO管底面的接觸面為基準(zhǔn)面，故該接觸面要平滑且與TO管殼底面及訂標(biāo)的反射鏡面緊密接觸。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)描述如下，其中圖1是本發(fā)明安裝示意圖；圖2是TO管殼固定支架示意圖；圖3是采用可見激光器檢測(cè)角度對(duì)準(zhǔn)的裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明一種半導(dǎo)體激光器安裝對(duì)準(zhǔn)的方法，包括如下步驟1)把燒結(jié)上激光器管芯2的TO管殼1固定在固定支架4上，TO管殼1的底平面貼緊固定支架4以保證TO管殼1的中心軸方向?yàn)閥方向；2)用一支準(zhǔn)直的可見光激光筆7以與y方向成θ角的方向，照射在半導(dǎo)體激光器芯片的晶體自然解理面(即激光器的出光腔面5)上；3)在距離激光器出光腔面5為D的地方固定一把尺子3，使半導(dǎo)體激光器出光腔面5反射的光會(huì)在尺子3上顯現(xiàn)出一個(gè)光點(diǎn)；4)在激光器發(fā)光面與管殼的中心軸垂直時(shí)，反射光點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)A1，在激光器發(fā)光面與管殼的中心軸不垂直時(shí)，即激光器出光方向與TO管殼的中心軸有一角度a時(shí)，反射光點(diǎn)為A2；5)通過測(cè)量距離E，就可測(cè)量出激光器發(fā)光方向與TO管殼的中心軸的角度偏差a；計(jì)算公式為E＝D{tg(θ+2a)-tgθ}其中θ為可見光激光器的入射角，a為偏離角度，E為A1與A2的距離；從反射光點(diǎn)的在z方向上的位置移動(dòng)，可以判斷激光器管芯在z方向的角度偏差；同理，從反射光點(diǎn)在x方向上的位置移動(dòng)，亦可以判斷激光器管芯在x方向的角度偏差。
本發(fā)明一種半導(dǎo)體激光器安裝校準(zhǔn)的方法，包括如下步驟
1)取一塊鏡片，固定在TO管殼支架4上；2)鏡片的平面與固定支架4上與TO管殼底面的接觸面平行，且使反射面與激光器的發(fā)光面在一個(gè)平面上，反射鏡反射的光點(diǎn)即為A1點(diǎn)，注意該方法以固定支架4上與TO管底面的接觸面為基準(zhǔn)面，故該接觸面要平滑且與TO管殼底面及訂標(biāo)的反射鏡面緊密接觸。
本發(fā)明的校準(zhǔn)方法是確定基準(zhǔn)點(diǎn)A1取一塊鏡片，固定在TO管殼支架4上，鏡片的平面與TO管殼支架4上與TO管殼1底面的接觸面平行，且使反射面與激光器的發(fā)光面在一個(gè)平面上，反射鏡反射的光點(diǎn)即為A1點(diǎn)，注意該方法以支架上與TO管底面的接觸面為基準(zhǔn)面，故該接觸面要平滑且與TO管殼底面及訂標(biāo)的反射鏡面緊密接觸。
通過采用該方法后，激光器燒結(jié)在TO管殼1上時(shí)對(duì)準(zhǔn)精度大大提高，特別是解決了后續(xù)的激光器與光纖耦合中個(gè)別管子耦合效率低的問題，提高了成品率。
實(shí)施例把TO管固定在支架4上，如圖2所示。使TO管殼1的底面緊貼支架4，保證TO管殼1的中心軸方向與參考面垂直。另制作一個(gè)支架，如圖3所示，把可見光激光筆7，測(cè)量標(biāo)尺3和用作基準(zhǔn)面的滑板6固定在桌面上。注意滑板和標(biāo)尺要平行。TO管殼固定支架4放在滑板6上，激光筆7的光束與滑板成一定角度θ，如45度。打開激光筆7的電源，所發(fā)射的平行光，與底面平行入射在TO管殼上的激光器腔面(假設(shè)激光器管芯的腔面與管殼中心軸絕對(duì)垂直)上，反射光在標(biāo)尺上產(chǎn)生一光點(diǎn)。通過該光點(diǎn)的位置可以判斷管芯燒結(jié)在水平方向的角度偏差；同法，亦可判斷管芯燒結(jié)在垂直方向的角度偏差。TO管殼固定支架4沿滑板6進(jìn)行滑動(dòng)，可依次判斷裝在TO管殼固定支架4上的其他管芯燒結(jié)的角度偏差。
基準(zhǔn)點(diǎn)A1的確定用一塊平面鏡，把它固定在與管芯的發(fā)光面相同一平面上，使該鏡面與滑板嚴(yán)格平行。此時(shí)反射光在標(biāo)尺上的光點(diǎn)位置即為基準(zhǔn)點(diǎn)A1。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光器安裝對(duì)準(zhǔn)的方法，其特征在于，包括如下步驟1)把燒結(jié)上激光器管芯的TO管殼固定在固定支架上，TO管殼的底平面貼緊固定支架以保證TO管殼的中心軸方向?yàn)閥方向；2)用一支準(zhǔn)直的可見光激光筆以與y方向成θ角的方向，照射在半導(dǎo)體激光器芯片的晶體的出光腔面上；3)在距離激光器出光腔面為D的地方固定一把尺子，使半導(dǎo)體激光器出光腔面反射的光會(huì)在尺子上顯現(xiàn)出一個(gè)光點(diǎn)；4)在激光器發(fā)光面與管殼的中心軸垂直時(shí)，可以確定基準(zhǔn)點(diǎn)A1；5)通過測(cè)量距離E，就可計(jì)算出激光器發(fā)光方向與TO管殼的中心軸的角度偏差a；從反射光點(diǎn)的在z方向上的位置移動(dòng)，可以判斷激光器管芯在z方向的角度偏差；同理，從反射光點(diǎn)在x方向上的位置移動(dòng)，亦可以判斷激光器管芯在x方向的角度偏差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器安裝對(duì)準(zhǔn)的方法，其特征在于，其中步驟4)所說的通過公式計(jì)算出激光器發(fā)光方向與TO管殼的中心軸的角度偏差a；其公式為E＝D{tg(θ+2a)-tgθ}其中θ為可見光激光器的入射角，a為偏離角度，E為A1與A2的距離。
3.一種半導(dǎo)體激光器安裝校準(zhǔn)的方法，其特征在于，包括如下步驟1)取一塊鏡片，固定在TO管殼支架上；2)鏡片的平面與固定支架上與TO管殼底面的接觸面平行，且使反射面與激光器的發(fā)光面在一個(gè)平面上，反射鏡反射的光點(diǎn)即為A1點(diǎn)，注意該方法以固定支架上與TO管底面的接觸面為基準(zhǔn)面，故該接觸面要平滑且與TO管殼底面及訂標(biāo)的反射鏡面緊密接觸。
全文摘要
一種半導(dǎo)體激光器安裝對(duì)準(zhǔn)的方法，包括如下步驟把燒結(jié)上激光器管芯的TO管殼固定在支架上，TO管殼的底平面貼緊支架以保證TO管殼的中心軸方向?yàn)閥方向；用一支準(zhǔn)直的可見光激光器以與y方向成θ角的方向，照射在半導(dǎo)體激光器芯片的晶體自然解理面(即激光器的出射腔面)上；在距離激光器出光腔面為D的地方固定一把尺子，使半導(dǎo)體激光器腔面反射的光會(huì)在尺子上顯現(xiàn)出一個(gè)光點(diǎn)；在激光器發(fā)光面與管殼的中心軸垂直時(shí)，通過公式計(jì)算出尺子上的光點(diǎn)與反射的光點(diǎn)的距離；通過測(cè)量距離E，就可測(cè)量出激光器發(fā)光方向與TO管殼的中心軸的角度偏差a。
文檔編號(hào)G01B11/27GK1548920SQ0313100
公開日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2003年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月14日
發(fā)明者趙玲娟, 邊靜, 王圩, 朱洪亮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所