CN102035125B - 分布反馈光纤激光器的封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种分布反馈光纤激光器的封装结构，包括：一底座，为一矩形；一外层封装，该外层封装为一内凹形的矩形，扣置在底座的上面，使底座与外层封装之间有一容置空间，该外层封装相对的两个侧壁上同心开有两个第一圆孔；隔声板；该隔声板帖附于底座与外层封装之间的内壁上，与外层封装上的两个圆孔对应开有两个第二圆孔；一内层封装，该内层封装为一中空的矩形壳体，该内层封装固定在底座上的隔声板上，与隔声板上的两个圆孔对应开有两个第三圆孔；一条状压电陶瓷，该条状压电陶瓷固定在底座上的隔声板上面的内层封装的底面上；一DFB光纤激光器粘接固定在条状压电陶瓷上面的两侧，该DFB光纤激光器的两端穿出第一、第二及第三圆孔。

Description

分布反馈光纤激光器的封装结构
技术领域
本发明涉及一种分布反馈光纤激光器封装装置，尤其涉及一种可同时实现隔声、隔振、温控和高频调制的封装装置。
背景技术
目前，分布反馈(DFB)光纤激光器由于其线宽窄、结构简单等优点可广泛用于激光雷达、激光测距、相干探测、光通讯等领域。而DFB光纤激光器本身却具有一些缺点，比如其中心波长受环境温度、噪声和振动等影响会出现漂移或抖动现象，而这一现象对激光器的使用是极为不利的。
热电制冷器(TEC)用于温控，其体积小，温控精度高，但是制冷功率有限，制冷效率低，通常用于中小功率半导体激光器的温度控制。我们使用了导热系数较大的紫铜制作了小体积的内层封装，并同时使用了两个热TEC用于温控以增强温控效果。目前用于隔振的减振器有多种，包括橡胶型、气液型等，但对小质量物体的减振应考虑小负荷的减振器，因此我们选用了小负荷钢丝绳减振器。此外，目前国内的窄线宽光纤激光器产品均没有高频调制功能，在封装时有必要增加此功能以提高器件整体性能。
本发明激光器的封装实现了隔声、隔振和温控。此外还实现了高频调制，进一步提高了DFB光纤激光器的性能，从而拓宽了其使用范围。
发明内容
为了克服DFB光纤激光器的波长随环境温度、噪声、振动的影响而发生漂移或抖动，同时为提高激光器的性能，本发明提供一种激光器的封装方式，该封装不仅能有效消除温度、噪声和振动对激光器的影响，而且能同时实现激光器中心波长的高频调制，为提高激光器整体性能提供了有力保障。
要解决的技术问题
裸露的DFB光纤激光器对环境的温度、噪声和振动都是敏感的，本发明要解决的技术问题是如何同时实现隔声、隔振、温控和高频调制，并有效地协调各封装功能之间的关系以达到最优的封装效果。
技术方案
本发明提供一种分布反馈光纤激光器的封装结构，包括：
一底座，为一矩形；
一外层封装，该外层封装为一内凹形的矩形，扣置在底座的上面，使底座与外层封装之间有一容置空间，该外层封装相对的两个侧壁上同心开有两个第一圆孔；
隔声板；该隔声板帖附于底座与外层封装之间的内壁上，与外层封装上的两个圆孔对应开有两个第二圆孔；
一内层封装，该内层封装为一中空的矩形壳体，该内层封装固定在底座上的隔声板上，与隔声板上的两个圆孔对应开有两个第三圆孔；
一条状压电陶瓷，该条状压电陶瓷固定在底座上的隔声板上面的内层封装的底面上；
一DFB光纤激光器粘接固定在条状压电陶瓷上面的两侧，该DFB光纤激光器的两端穿出第一、第二及第三圆孔。
其中在内层封装和隔声板有第一圆孔的两侧及上面填充有吸声棉。
其中在外层封装没有第一圆孔的两侧的侧壁上安装有散热片。
其中在底座的下面的四角处分别固定有小负荷钢丝绳隔振器。
其中在内层封装没有第三圆孔的两侧壁面处安装有两个温控TEC。
其中DFB光纤激光器是使用刚性胶水353ND粘接固定在条状压电陶瓷上面的两侧。
本发明的有益效果是，不但可以实现隔声、隔振、温控，而且实现了高频调制。此封装可有效的提高DFB光纤激光器的整体性能，集成度高，性能稳定。
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，其中：
图1是本发明封装的纵剖面构造图。
图2是本发明封装的横剖面构造图。
具体实施方式
参阅图1和2，本发明提供一种分布反馈光纤激光器的封装，包括：
一底座8，为一矩形。为避免与外界的热量交换，底座可采用导热系数小的材料制作，本发明用的是尼龙材料。在底座8的下面的四角处分别固定有小负荷钢丝绳隔振器9，以达到减振的目的。
一外层封装7，为避免与外界的热量交换，封装7需采用导热系数小的材料制作，本发明使用尼龙材料制作。该外层封装7为一内凹形的矩形，扣置在底座8的上面，使底座8与外层封装7之间有一容置空间，该外层封装7相对的两个侧壁上同心可以两个第一圆孔71。在外层封装7没有第一圆孔71的两侧的侧壁上安装有由导热系数大的材料制作的外层侧壁封装11，本发明使用的是铝合金制作的。在外侧壁的外表面与TEC相应的位置处使用导热双面胶固定有散热片12，以解决两个TEC10的非温控面的散热问题。
一该隔声板6帖附于底座8与外层封装7之间的内壁上，与外层封装7上的两个圆孔71对应开有两个第二圆孔61；在内层封装4和隔声板6有第一圆孔61的两侧及上面填充有吸声棉5。
一内层封装4，该内层封装4为一中空的矩形壳体，为实现对整个内层封装的温控，内层封装应尽可能的小而轻，同时采用导热系数大的材料制作，本发明采用紫铜制作。该内层封装4固定在底座8上的隔声板6上，与隔声板6上的两个圆孔61对应开有两个第三圆孔41；内层封装4没有第三圆孔41的两侧壁面处由导热双面胶安装有两个温控热电制冷器10以实现内层封装的温控，即实现了对DFB光纤激光器1的温控。
一条状压电陶瓷3，该条状压电陶瓷3由导热绝缘双面胶固定在底座8上的隔声板6上面的内层封装4的底面上。导热绝缘双面胶即起到导热的作用，又可起到绝缘的作用。PZT3是厚度方向上极化的，在上下两个电极上引出两根导线接入高频调制电路的输出端，利用PZT的负压电效应，当有高频调制的驱动电压加到PZT两电极上时会导致长条形PZT在长度方向上的高频应变。
一DFB光纤激光器1粘接固定在条状压电陶瓷3上面的两侧以实现高频调制。将DFB光纤激光器1的两端剥去光纤涂覆层，剥去的长度应大于两个固定点的间距，即在粘贴处光纤是剥去涂覆层的。为便于实现高频调制和减小外界振动对光纤激光器的影响，需在DFB两端加预应力，预应力加的越大，外界振动对激光器的影响越小，同时考虑到光纤的受力能力和粘贴强度，此预应力取为8g。使用刚性胶水将光纤激光器的两端粘贴在长条形PZT3上表面的两侧，胶水的选取对调制幅度的大小起到关键性的作用，胶水的刚性越好，激光器的调制幅度越大，本专利使用的是353ND胶水2。当有高频调制的驱动电压加到PZT3两电极上导致PZT3在长度方向上的高频应变时可带动光纤激光器在长度方向上的应变，进而得到高频调制的DFB光纤激光器。该DFB光纤激光器1的两端穿出第一、第二及第三圆孔71、61和41。
该封装结构可同时实现分布反馈光纤激光器的隔声、隔振、温控和高频调制，具有集成度高，性能稳定等特点。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (6)

1.一种分布反馈光纤激光器的封装结构，包括：
一底座，为一矩形；
一外层封装，该外层封装为一内凹形的矩形，扣置在底座的上面，使底座与外层封装之间有一容置空间，该外层封装相对的两个侧壁上同心开有两个第一圆孔；
隔声板；该隔声板帖附于底座与外层封装之间的内壁上，与外层封装上的两个圆孔对应开有两个第二圆孔；
一内层封装，该内层封装为一中空的矩形壳体，该内层封装固定在底座上的隔声板上，与隔声板上的两个圆孔对应开有两个第三圆孔；
一条状压电陶瓷，该条状压电陶瓷固定在底座上的隔声板上面的内层封装的底面上；
一DFB光纤激光器粘接固定在条状压电陶瓷上面的两侧，该DFB光纤激光器的两端穿出第一、第二及第三圆孔。
2.根据权利要求1所述的分布反馈光纤激光器的封装结构，其中在内层封装和隔声板之间填充有吸声棉。
3.根据权利要求1所述的分布反馈光纤激光器的封装结构，其中在外层封装设有第一圆孔的两侧的侧壁上安装有散热片。
4.根据权利要求1所述的分布反馈光纤激光器的封装结构，其中在底座的下面的四角处分别固定有小负荷钢丝绳隔振器。
5.根据权利要求1所述的分布反馈光纤激光器的封装结构，其中在内层封装没有第三圆孔的两侧壁面处安装有两个温控热电制冷器。
6.根据权利要求1所述的分布反馈光纤激光器的封装结构，其中DFB光纤激光器是使用刚性胶水353ND粘接固定在条状压电陶瓷上面的两侧。
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