一種單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，其包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有熱沉，熱沉上設(shè)置有單管芯片，還包括激光光束整形系統(tǒng)、平頭光纖、插芯、套筒，激光光束整形系統(tǒng)位于殼體內(nèi)，單管芯片通過激光光束整形系統(tǒng)與平頭光纖的前端耦合對準(zhǔn)，平頭光纖安裝于插芯內(nèi)，插芯套設(shè)于套筒內(nèi)，套筒固定于殼體的管口的外側(cè)表面。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，將經(jīng)過激光光束整形系統(tǒng)的光束直接耦合到預(yù)先裝載在插芯的平頭光纖中，而后使用一個套筒固定到殼體外表面，實(shí)現(xiàn)激光輸出和光纖尾纖封裝，從而降低了產(chǎn)品封裝難度，降低了成本，同時產(chǎn)品可靠性及質(zhì)量得到關(guān)鍵性改善。
【專利說明】一種單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種在印刷行業(yè)直接使用、在光纖激光器中作為種子源的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體激光技術(shù)在工業(yè)、國防、醫(yī)療、印刷行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，越來越深入，其高穩(wěn)定性，節(jié)能及環(huán)保方面的優(yōu)勢突出，對半導(dǎo)體激光器的質(zhì)量及使用壽命要求也越來越聞。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，包括設(shè)置于殼體101內(nèi)的熱沉102，其中，需要在單管芯片(即半導(dǎo)體激光器芯片)103前面放置一光纖墊片104，然后用粘接劑(膠水或者玻璃焊料)105將透鏡光纖106粘接到光纖墊片104上，實(shí)現(xiàn)光纖稱合輸出；而透鏡光纖106固定在殼體101,需要預(yù)先將透鏡光纖106固定在光纖金屬管107內(nèi)，再將光纖金屬管107用焊錫108焊接到器件外殼管口上。
[0004]此種單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并有如下缺點(diǎn):1、透鏡光纖需要拋磨，增加了成本；2、透鏡光纖固定在光纖墊片上，容易產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致光泄露，甚至光纖燒毀；3、采用焊錫封裝光纖金屬管，增加了工藝難度和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，其降低了成本，降低了封裝難度，同時產(chǎn)品可靠性及質(zhì)量得到關(guān)鍵性改善。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有熱沉，所述熱沉上設(shè)置有單管芯片，還包括激光光束整形系統(tǒng)、平頭光纖、插芯、套筒，所述激光光束整形系統(tǒng)位于所述殼體內(nèi)，所述單管芯片通過激光光束整形系統(tǒng)與所述平頭光纖的前端耦合對準(zhǔn)，所述平頭光纖安裝于所述插芯內(nèi)，所述插芯套設(shè)于所述套筒內(nèi)，所述套筒固定于所述殼體的管口的外側(cè)表面。
[0007]其中，所述激光光束整形系統(tǒng)包括快軸準(zhǔn)直鏡、慢軸聚焦鏡，所述單管芯片依次通過快軸準(zhǔn)直鏡、慢軸聚焦鏡與所述平頭光纖的前端耦合對準(zhǔn)。
[0008]其中，所述快軸準(zhǔn)直鏡位于所述單管芯片與慢軸聚焦鏡之間，所述慢軸聚焦鏡位于所述平頭光纖前端的前方。
[0009]其中，所述套筒通過膠水粘接固定于所述殼體的管口的外側(cè)表面。
[0010]其中，所述套筒通過焊錫焊接固定于所述殼體的管口的外側(cè)表面。
[0011]其中，所述熱沉設(shè)置有第一臺階，所述單管芯片安裝于所述第一臺階上，所述單管芯片設(shè)置有載體熱沉，而所述快軸準(zhǔn)直鏡安裝在所述單管芯片的載體熱沉上。
[0012]其中，所述熱沉設(shè)置有第二臺階，慢軸聚焦鏡安裝于所述第二臺階上。
[0013]本發(fā)明有益效果在于: 1、米用平頭光纖，使激光直接從平頭光纖I禹合輸出，所以，與現(xiàn)有技術(shù)相比，省去了光纖墊片及光纖的膠水或玻璃焊料粘接工藝、省去了透鏡光纖工藝，降低了成本，降低了產(chǎn)品封裝難度；
2、套筒為固定于殼體的管口的外側(cè)表面，從而替代了現(xiàn)有技術(shù)的光纖金屬管的焊接工藝，使器件結(jié)構(gòu)更為簡化；
3、激光直接從平頭光纖耦合輸出，沒有用到膠水或玻璃焊料去粘裸光纖，降低了由于應(yīng)力原因?qū)е鹿庠诙嗄９饫w中傳輸時的包層模風(fēng)險(包層模是引起光纖燒毀及產(chǎn)品可靠性的根本原因)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器一實(shí)施例的套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器一實(shí)施例的套筒的剖面示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器另一實(shí)施例的套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6為本發(fā)明單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器另一實(shí)施例的套筒的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于所描述的本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]請參考圖2，本發(fā)明的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，包括殼體1，殼體I內(nèi)設(shè)置有熱沉2，熱沉2上設(shè)置有單管芯片3。其中，本發(fā)明還包括激光光束整形系統(tǒng)、平頭光纖4(平頭光纖的制作過程為:剝掉涂覆層后的光纖，用光纖切刀將光纖端面切平，使之與光纖側(cè)面垂直，然后鍍增透膜和防反膜)、插芯(可以為陶瓷插芯)5、套筒(可以為陶瓷套筒)6。激光光束整形系統(tǒng)位于殼體I內(nèi)，單管芯片3通過激光光束整形系統(tǒng)與平頭光纖4的前端耦合對準(zhǔn)，平頭光纖4安裝于插芯5內(nèi)，具體地說，平頭光纖4的前端穿過插芯5而伸入殼體I內(nèi)，平頭光纖4的后端穿過插芯5而伸出殼體I外；插芯5套設(shè)于套筒6內(nèi)，套筒6固定于殼體I的管口的外側(cè)表面，具體地說，插芯5的前端穿過套筒6而伸入殼體I的管口內(nèi)，插芯5的后端伸出套筒6外。
[0022]優(yōu)選的，激光光束整形系統(tǒng)包括快軸準(zhǔn)直鏡7、慢軸聚焦鏡8，單管芯片3依次通過快軸準(zhǔn)直鏡7、慢軸聚焦鏡8與平頭光纖4的前端耦合對準(zhǔn)。具體地說，快軸準(zhǔn)直鏡7位于單管芯片3與慢軸聚焦鏡8之間，慢軸聚焦鏡8位于平頭光纖4前端的前方，且慢軸聚焦鏡8后側(cè)鏡面與平頭光纖4前端之間的距離非常小，僅幾個微米(例如:1?10微米范圍內(nèi))。此結(jié)構(gòu)，使單管芯片3發(fā)出的激光先后經(jīng)過快軸準(zhǔn)直鏡7、慢軸聚焦鏡8的整形出射，在靠近慢軸聚焦鏡8后側(cè)鏡面附近，激光被平頭光纖4直接接收。
[0023]優(yōu)選的，套筒6通過膠水粘接固定于殼體I的管口的外側(cè)表面；套筒6也可以通過焊錫焊接固定于殼體I的管口的外側(cè)表面。例如:套筒6的前側(cè)通過膠水或焊錫固定于殼體I的管口的外側(cè)表面，其中，套筒6與殼體I之間粘接面積設(shè)計(jì)得越大越好，這樣有利于提高器件粘接的穩(wěn)定性和保證器件品質(zhì)。如圖3和4所示，套筒6可以為圓筒型；如圖5和6所示，套筒6也可以在貼近殼體I處設(shè)置環(huán)形臺階，以增大粘接面積。
[0024]其中，插芯5置于套筒6內(nèi)的管口內(nèi)的部分，亦可通過膠水或焊錫固定。此結(jié)構(gòu)簡單，工藝簡化，成本低。
[0025]優(yōu)選的，熱沉2設(shè)置有第一臺階21，單管芯片3安裝于第一臺階21上，單管芯片3設(shè)置有載體熱沉，而快軸準(zhǔn)直鏡安裝在單管芯片3的載體熱沉上；熱沉2設(shè)置有第二臺階22，慢軸聚焦鏡8安裝于第二臺階22上；以便于單管芯片3依次通過快軸準(zhǔn)直鏡7、慢軸聚焦鏡8與平頭光纖4的前端耦合對準(zhǔn)。
[0026]綜上所述，本發(fā)明的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，結(jié)構(gòu)簡單，將經(jīng)過快軸準(zhǔn)直和慢軸聚焦的光束直接耦合到預(yù)先裝載在插芯5的平頭光纖4中，而后使用一個套筒6用膠水或者焊錫直接將套筒6粘接到殼體I外表面，實(shí)現(xiàn)激光輸出和光纖尾纖封裝。從而本發(fā)明具有光路結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高、封裝結(jié)構(gòu)簡單、易加工等優(yōu)點(diǎn)，同時產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性較同類產(chǎn)品有很大改善提高；即降低了產(chǎn)品封裝難度，降低了成本，對此類封裝激光器組件的成品直通率及質(zhì)量穩(wěn)定性提升起到了關(guān)鍵性改善，有利于批量化生產(chǎn)。
[0027]因此，本發(fā)明可以在半導(dǎo)體激光器件封裝領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在環(huán)保角度上說，節(jié)約了能源；成本角度上降低了成本，降低了封裝難度，同時產(chǎn)品可靠性及質(zhì)量得到關(guān)鍵性改
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[0028]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有熱沉，所述熱沉上設(shè)置有單管芯片，其特征在于:還包括激光光束整形系統(tǒng)、平頭光纖、插芯、套筒，所述激光光束整形系統(tǒng)位于所述殼體內(nèi)，所述單管芯片通過激光光束整形系統(tǒng)與所述平頭光纖的前端耦合對準(zhǔn)，所述平頭光纖安裝于所述插芯內(nèi)，所述插芯套設(shè)于所述套筒內(nèi)，所述套筒固定于所述殼體的管口的外側(cè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述激光光束整形系統(tǒng)包括快軸準(zhǔn)直鏡、慢軸聚焦鏡，所述單管芯片依次通過快軸準(zhǔn)直鏡、慢軸聚焦鏡與所述平頭光纖的前端耦合對準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述快軸準(zhǔn)直鏡位于所述單管芯片與慢軸聚焦鏡之間，所述慢軸聚焦鏡位于所述平頭光纖前端的前方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述套筒通過膠水粘接固定于所述殼體的管口的外側(cè)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述套筒通過焊錫焊接固定于所述殼體的管口的外側(cè)表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述熱沉設(shè)置有第一臺階，所述單管芯片安裝于所述第一臺階上，所述單管芯片設(shè)置有載體熱沉，而所述快軸準(zhǔn)直鏡安裝在所述單管芯片的載體熱沉上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單芯片光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述熱沉設(shè)置有第二臺階，慢軸聚焦鏡安裝于所述第二臺階上。
【文檔編號】H01S5/06GK103944062SQ201410182693
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】胡小波, 蔣峰 申請人:鞍山創(chuàng)鑫激光技術(shù)有限公司