CN103326231B - 一种半导体激光器老化方法及固定夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体激光器老化方法及固定夹具，该激光器老化固定夹具的导电基座固定在底座边缘，基座外边开凹槽，基座上粘贴有负极电极片，另有一固定夹条用于将激光器过渡电极片夹持在负极电极片上；固定杆可上下转动，固定杆横臂上设有挂环，底座上固定有弹簧，弹簧通过挂钩挂在固定杆的挂环上，为固定杆垂直臂提供向下的压力。将装有激光器的热沉放置于基座的凹槽内，用夹条将激光器的过渡电极片固定在基座的负极电极片上，固定杆垂直臂的端部底面压在激光器热沉上，基座的负极电极片连通电源负极，基座的一个螺钉连通电源正极。本发明提高了半导体激光器的老化合格率和老化效率。

Description

一种半导体激光器老化方法及固定夹具

技术领域

 本发明涉及半导体激光器的老化方法及固定夹具，属于半导体激光器件领域。

背景技术

半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，它的波长范围宽，制作简单、成本低、易于大量生产，应用范围广。半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核心技术。半导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用，形成了广阔的市场。1978年，半导体激光器开始应用于光纤通信系统，半导体激光器可以作为光纤通信的光源和指示器以及通过大规模集成电路平面工艺组成光电子系统。由于半导体激光器有着超小型、高效率和高速工作的优异特点，所以这类器件的发展，一开始就和光通信技术紧密结合在一起，它在光通信、光变换、光互连、并行光波系统、光信息处理和光存贮、光计算机外部设备的光祸合等方面有重要用途。半导体激光器的问世极大地推动了信息光电子技术的发展，到如今，它是当前光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源。半导体激光器再加上低损耗光纤，对光纤通信产生了重大影响，并加速了它的发展。因此可以说，没有半导体激光器的出现，就没有当今的光通信。GaAs/GaAlA双异质结激光器是光纤通信和大气通信的重要光源，如今，凡是长距离、大容量的光信息传输系统无不都采用分布反馈式半导体激光器（DFB-LD）。半导体激光器也广泛地应用于光盘技术中，光盘技术是集计算技术、激光技术和数字通信技术于一体的综合性技术。是大容量、高密度、快速有效和低成本的信息存储手段，它需要半导体激光器产生的光束将信息写入和读出。

在半导体激光器制造过程中激光器的老化是很关键的一步工序。为了使激光器工作性能处于一个稳定的状态，激光器需要预先进行高温、大电流工作促使其老化至性能曲线中较平稳的区域。正规的激光器生产要确保每一只激光器的质量，所以必须对激光器进行100%的老化，从而选出优质的激光器，保证客户的使用需求。

激光器的老化一般分为封装前老化和封装后老化，前者主要针对管芯老化，操作相对比较困难，不利于大规模的生产。后者更受规模生产的青睐。但是，激光器封装后老化的合格率受到多方面因素的影响，其中最主要的影响因素就是老化夹具的结构设计，现在使用较多的老化夹具结构一般都是螺丝固定的方式，这种方式在老化过程中需要用螺丝柱将激光器固定在基座上，操作非常繁琐，而且在这个过程中很容易损坏激光器管芯的腔面，且在使用中螺丝柱的螺纹很容易磨损需要及时更换。另外，螺丝固定方式的老化夹具在装卸激光器时都需要耗费大量的时间和人力，造成生产成本的提高。因此，优化老化夹具的结构是提高封装后激光器老化合格率的一个非常重要的因素。

中国专利文件CN102129022A（CN201010550883.5）公开了一种半导体激光器的测试和老化适配器。该发明为多个芯片集成封装时所需要的功率一致性、波长一致性、热阻一致性等多项性能提供了可靠和有效的测试评估工具。但是该发明所提出的适配器的操作比较繁琐，而且不能老化测试C封装形式的激光器，在正常的生产中会严重的影响生产效率。

中国专利文件CN101872936A（CN201010201586.X）公开了一种半导体激光器老化夹具。这是一个针对封装前老化的夹具设计，主要在于使半导体激光器的老化过程能够避免垂直探针接触造成的定位困难、损坏芯片的危险，提高老化的可靠性。但该发明中采用的是螺丝钉固定的方式，同时只针对封装前的老化，对于大批量封装后生产并没有很大用处。

中国专利文件CN102177625A（CN200980140294.5）公开了一种大功率光老化方案。该发明主要是通过更改不同时间段的电流，从而改变老化环境，进行光信号源的老化。该老化过程包括为激光器提供大驱动电流的一个时间段，以及将激光器的环境温度维持在低温的设计。该设计没有自动装置，对于大批量生产的应用意义不大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种提高半导体激光器的老化合格率和老化效率的半导体激光器老化方法及固定夹具。

一种激光器老化固定夹具，包括底座、基座、固定杆、弹簧；

所述基座通过螺钉固定在底座的一边边缘，基座外边缘设有开口凹槽用于放置装有激光器的热沉，所述基座为金属导电基座，基座上粘贴有负极电极片用于连接电源负极，基座上的一个螺钉连接电源正极，另有一个螺钉固定夹条，该夹条用于将激光器过渡电极片夹持在负极电极片上。

所述的固定杆为弓形跨臂结构，由垂直臂、横臂和斜支杆组成，斜支杆端部有轴孔套入固定件的转轴中，固定件固定在底座上，使整个固定杆可上下转动；固定杆横臂上设有挂环，该挂环正下方的底座上固定有柱形弹簧，弹簧上端设有挂钩，用于将弹簧挂在固定杆横臂的挂环上，为固定杆垂直臂提供向下的压力。

根据本发明优选的，所述负极电极片是条状铜片，用不导电胶粘在基座外侧壁上，位于开口凹槽一侧。不导电胶为本领域常规封装用材料。

根据本发明优选的，所述基座上的夹条是在金属芯条外包裹绝缘套管组成。该夹条一端固定在基座的螺钉上，另一端部用于夹住激光器过渡电极片，该夹条外包裹的绝缘套管可避免造成短路。所述金属芯条有一定的弹性，所述绝缘套管是塑料套管，这些材料的选择均按现有技术。

根据本发明优选的，所述弹簧一端焊接在铁板上，用螺钉将铁板固定在底座上。

根据本发明优选的，所述固定杆斜支杆一端的固定件包括两块L型角铁和转轴，L型角铁上有轴孔，两块L型角铁之间是一根圆形转轴，L型角铁用螺钉固定在底座上。

根据本发明优选的，所述基座是铜材或钢材制成。所述基座凹槽的大小根据激光器热沉大小确定。

根据本发明优选的，所述固定杆垂直臂端底面有圆凸台，该圆凸台压在凹槽内的激光器上，优点是可以与激光器热沉良好的接触，有助于散热和固定。

在本发明的激光器老化固定夹具中，底座是用于固定基座、固定杆和弹簧的媒介，并可以进行良好的散热。其中基座通过螺钉连接电源正极（选择没有夹条的那个螺钉与导线连接，可将导线焊接在螺钉上），只有负极电极片连接电源负极（负极电极片用高强度胶粘在铜制基座上），导线用焊锡焊接在负极电极片上即可。激光器热沉安置在基座的凹槽内，激光器的过渡电极片通过夹条和负极电极片紧密连接。固定杆是用来固定激光器的，通过弹簧提供拉力来使激光器热沉和基座的凹槽良好接触。

根据本发明，在一个底座上可同时设有若干个由基座、固定杆和弹簧等组成的老化工作单元机构。

一种半导体激光器老化方法，包括采用本发明上述的激光器老化固定夹具，步骤如下：

（1）将装有激光器的热沉放置于基座的凹槽内，用夹条将激光器的过渡电极片固定在基座的负极电极片上，然后将固定杆垂直臂的端部底面压在激光器热沉上，将弹簧的挂钩挂在固定杆横臂上的挂环内，弹簧为固定杆垂直臂提供向下的压力，使固定杆垂直臂的端部压紧激光器。

（2）基座的负极电极片通过导线连接电源负极，基座上的一个螺钉通过导线连接电源正极，开启电源，开始对半导体激光器进行老化处理。

本发明半导体激光器老化方法中未详加限定的均按现有技术。

本发明的有益效果：

本发明的技术方案是利用弹簧提供拉力使固定杆垂直向下压紧待老化的激光器，克服了传统老化方式中激光器固定不牢的缺陷，且操作上十分简便。使用本发明的装置在激光器老化过程中不会对激光器造成损坏，老化效率高，降低了其它因素对老化结果的影响，能够更准确的反馈老化结果。此外，固定装置的制作简单，成本低，在生产中具有很高的实用价值。本发明的技术特点和优良效果还体现在以下几个方面：

1.在激光器电极固定方式方面，采用一个具有弹性的夹条，可以将激光器的过渡电极片与夹具的负极电极片紧密连接，不会出现短路或断路等情况，大大减少了激光器烧坏的情况；并且这种设计操作简单，大大提高工作效率。

2.本发明采用弹簧提供拉力垂直下压固定激光器，增强了固定的稳定性，减少了固定不牢造成激光器老化结果不良的现象；在操作中只需要把弹簧挂上固定杆横臂的挂环或摘下即可，操作非常便捷，有利于提高劳动效率。

3.本发明技术方案的在选材方面范围很广，例如基座可以用铜材或钢材等，且基座凹槽的大小可以根据激光器热沉大小灵活确定，使本发明的应用面拓宽，增强了老化夹具的灵活性；并且，本发明方案中各部件的造价都不高，非常利于大规模的生产和应用。

附图说明

图1为本发明老化夹具的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1的老化夹具固定杆的结构示意图，图中圈注的是固定杆垂直臂端面仰视示意图。

图3为固定杆固定件的L型角铁的示意图；

图4为老化夹具制基座结构图，图中已标注导线连接；

图5为老化夹具基座的侧面结构图；

图6为C封装激光器的结构图；

图7为激光器的具体固定实施图；

图中，1、底座，2、固定杆，3、基座，4、弹簧，5、L型角铁，6、夹条，7、固定基座的螺钉，8、轴孔，9、圆柱轴，10、凹槽，11、过渡电极片，12、热沉，13、螺孔，14、弹簧挂钩，15、焊接弹簧的铁片，16挂环，17、负极电极片，18、圆凸台，19、管芯，20、固定铁板的螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。但不限于此。

实施例1：一种激光器老化夹具，结构如图1－5所示。

激光器老化夹具主要由底座1、固定杆2、基座3、弹簧4构成。底座1是用于固定基座3、固定杆2和弹簧4。基座3通过螺钉7固定在底座上；所述的固定杆2为弓形跨臂结构，由垂直臂、横臂和斜支杆组成，斜支杆端部有轴孔套入固定件的圆柱轴9中，固定件包括两块L型角铁5，L型角铁5上有轴孔8，通过一根圆形轴9将固定杆2和L型角铁连接，L型角铁固定在底座上，整个固定杆2可上下转动；固定杆2横臂上设有挂环16，该挂环16正下方的底座上固定有柱形弹簧4，弹簧4上端设有挂钩14，用于将弹簧4挂在固定杆横臂的挂环16上，为固定杆2的垂直臂提供向下的压力。弹簧4下端焊接在一块铁板15上，铁板上有两个螺孔通过螺钉20将铁板与底座1连接在一起。

基座3通过焊接在螺钉7上的导线连接电源正极（选择没有夹条的那个螺钉与导线连接），作为负极电极片17的条状铜片用不导电的胶粘在基座外侧壁上，位于开口凹槽10一侧，负极电极片17连接电源负极，导线用焊锡焊接在负极电极片17上即可。所述基座3上的一个螺钉7还固定有一个夹条6，夹条6是在金属芯条外包裹绝缘套管组成。该夹条6一端固定在基座的螺钉7上，另一端部用于夹住激光器过渡电极片11，该夹条6外包裹的绝缘套管可避免造成短路。

所述金属芯条有一定的弹性。所述绝缘套管是塑料套管。

所述基座3是铜材制成。所述固定杆2垂直臂端底面有圆凸台18，该圆凸台可以与激光器热沉良好的接触。

实施例2、一种半导体激光器老化方法，采用实施例1的激光器老化夹具。

激光器的结构如图6所示，主要结构有，热沉12、过渡电极片11、螺孔13、管芯19。

步骤如下：

（1）如图7所示，将装有激光器的热沉12放置于基座3的凹槽10内，然后用夹条6将激光器的过渡电极片11固定在基座3的负极电极片17上，然后将固定杆2的垂直臂的端部底面压在激光器热沉12上，将弹簧4的挂钩14挂在固定杆2横臂上的挂环16内，弹簧4为固定杆2垂直臂提供向下的压力，使固定杆2垂直臂的端部压紧激光器的热沉12。

（2）基座3上的负极电极片17通过导线连接电源负极，基座3上的一个螺钉7通过导线连接电源正极，开启电源，开始对半导体激光器进行老化处理。按现有技术进行。

实施例3：

一个底座上同时设有若干个工作单元，在制作老化夹具时，可以将底座尺寸制作加大，然后在一个底座上安装多套实施例1所述的基座、固定杆和弹簧等组成的老化工作单元机构，从而增加夹具的实际利用价值，更有利于工业生产。具体的老化方式则和实施例2中一样。

Claims (7)

1.一种激光器老化固定夹具，包括基座，其特征在于还包括底座、固定杆、弹簧；

所述基座通过螺钉固定在底座的一边边缘，基座外边缘设有开口凹槽用于放置装有激光器的热沉，所述基座为金属导电基座，基座上粘贴有负极电极片用于连接电源负极，基座上的一个螺钉连接电源正极，另有一个螺钉固定夹条，该夹条用于将激光器过渡电极片夹持在负极电极片上；

所述的固定杆为弓形跨臂结构，由垂直臂、横臂和斜支杆组成，斜支杆端部有轴孔套入固定件的转轴中，固定件固定在底座上，使整个固定杆可上下转动；固定杆横臂上设有挂环，该挂环正下方的底座上固定有柱形弹簧，弹簧上端设有挂钩，用于将弹簧挂在固定杆横臂的挂环上，为固定杆垂直臂提供向下的压力。

2.如权利要求1所述的激光器老化固定夹具，其特征在于所述负极电极片是条状铜片，用不导电胶粘在基座外侧壁上，位于开口凹槽一侧。

3.如权利要求1所述的激光器老化固定夹具，其特征在于所述基座上的夹条是在金属芯条外包裹绝缘套管组成。

4.如权利要求1所述的激光器老化固定夹具，其特征在于所述弹簧一端焊接在铁板上，用螺钉将铁板固定在底座上。

5.如权利要求1所述的激光器老化固定夹具，其特征在于所述固定杆斜支杆一端的固定件包括两块L型角铁和转轴，L型角铁上有轴孔，两块L型角铁之间是一根圆形转轴，L型角铁固定在底座上。

6.如权利要求1所述的激光器老化固定夹具，其特征在于所述固定杆垂直臂端底面有圆凸台。

7.一种半导体激光器老化方法，包括采用权利要求1～6任一项所述的激光器老化固定夹具，步骤如下：

（1）将装有激光器的热沉放置于基座的凹槽内，用夹条将激光器的过渡电极片固定在基座的负极电极片上，然后将固定杆垂直臂的端部底面压在激光器热沉上，将弹簧的挂钩挂在固定杆横臂上的挂环内，弹簧为固定杆垂直臂提供向下的压力，使固定杆垂直臂的端部压紧激光器；

（2）基座的负极电极片通过导线连接电源负极，基座上的一个螺钉通过导线连接电源正极，开启电源，开始对半导体激光器进行老化处理。