CN104917048A - 一种小型封装的长距传输dfb激光器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤通信领域，具体涉及一种DFB激光器。提出一种小型封装的长距传输DFB激光器，管壳内封装有基板，基板的背面装配有热电制冷器，基板正面的上方位置焊接有电板，电板上焊接有DFB激光器芯片及背光监测器，激光器芯片下方位置的基板上依次固定有准直透镜、光隔离器及分光片及监测器，在光隔离器和分光片之间固定有滤波器。本发明在原有DFB激光器的结构上，通过滤掉“0”电平的杂波，提升“1”电平的信号，从而提高消光比，加滤波器后的消光比能够提升到8~10dB，输出激光的传输距离可提高到40Km。本发明结构精巧、工艺简单、成本低廉，可有效提高激光器输出激光的消光比，提高激光的传输距离。

Description

一种小型封装的长距传输DFB激光器

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，具体涉及一种DFB激光器。

背景技术

半导体激光器是光纤通信中的光源器件，具有电光直接转换、响应速度快、体积小、寿命长等特点。半导体激光器信号的调制方式主要有直接调制激光器（DFB激光器）和外调制激光器（EML激光器）两种。其中，EML激光器芯片一直受国外芯片公司的垄断，价格昂贵。DFB激光器由于具有动态单模、响应速度快的特点，但目前大部分DFB激光器由于存在啁啾(Chirp)效应，消光比低，分布在３～６dB之间，导致激光的传输距离短，难以满足长距传输的需求。专利号为201220519527.1的实用新型专利公开了一种高消光比的光纤耦合激光器，采用高双折射晶体将激光分成相互垂直的两束偏振光，并通过设计高双折射率晶体的厚度及调整保偏光线的位置使其中一束偏振光耦合至保偏光纤中及保偏光纤中，以此来提高激光经保偏光纤传输后的消光比，采用该技术可提高输出激光的消光比，但由于保偏光纤的价格比较昂贵，成本较高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明在原有DFB激光器封装结构的基础上增加了滤波器，通过滤掉“0”电平的杂波，提升“1”电平的信号，从而提高消光比。本发明结构精巧、工艺简单、成本低廉，可有效提高激光器输出激光的消光比，提高激光的传输距离。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种小型封装的长距传输DFB激光器，管壳内封装有基板，基板的背面装配有热电制冷器，基板正面的上方位置焊接有电板，电板上焊接有DFB激光器芯片及背光监测器，激光器芯片下方位置的基板上依次固定有准直透镜、光隔离器及分光片及监测器，在光隔离器和分光片之间固定有滤波器，激光器芯片发射出的激光经过准直透镜后变成平行光进入光隔离器，经过光隔离器的激光再经过滤波器进行光束整形滤波，最后通过分光片的95%的光经聚焦透镜耦合至光纤中输出，其余5%的光反射到监测器进行光功率检测。

所述滤波器为光纤F-P可调滤波器。

所述滤波器通过UV胶水固定在基板上。

DFB激光器的装配步骤如下：

1）使用玻璃焊料将聚焦透镜焊接到管壳上，再将热电制冷器焊接到管壳中；

2）将DFB激光器芯片和背光监测器焊接到电板上，再将电板焊接到基板上；

3）使用激光焊将准直透镜焊接到基板上，再将基板装配到热电制冷器上；

4）使用胶水将光隔离器装配到基板上；

5）通过六轴调节台调整滤波器4的位置，使直流功率损耗在0~0.5dB之间，然后使用UV胶水将滤波器4固定在基板12上；

6）使用胶水将分光片、监测器装配到基板上；

7）通过一体化耦合治具，调节管壳与光纤的位置，调整到功率耦合至最大后，采用激光焊接将光纤插口固定在管壳上。

本发明的有益效果为：本发明在原有DFB激光器的结构上，加入了可调滤波器，滤波器固定在基板上，基板的温度可通过装配在基板背面的热电制冷器来进行调节，从而调节滤波器的工作温度，进而改变滤波器的透射波长，通过滤掉“0”电平的杂波，提升“1”电平的信号，从而提高消光比，加滤波器后的消光比能够提升到8~10dB，输出激光的传输距离可提高到40Km。本发明通过调节滤波器的角度、控制滤波器的温度，以及对器件的调制来提高DFB激光器输出激光的消光比，与现有技术相比，本发明采用普通光纤，成本大大降低，且具有结构精巧、工艺简单的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的3D立体图；

图3是本发明光路图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示的一种小型封装的长距传输DFB激光器，管壳11内封装有基板12，基板12的背面装配有热电制冷器9，基板12正面的上方位置焊接有电板，电板上焊接有DFB激光器芯片1及背光监测器10，激光器芯片1下方位置的基板12上依次固定有准直透镜2、光隔离器3及分光片5及监测器6，在光隔离器3和分光片5之间固定有滤波器4，滤波器4为光纤F-P可调滤波器。

    如图3所示，激光器芯片1发射出类似高斯光束的激光，激光经过准直透镜2后变成平行光进入光隔离器3，光隔离器3的设置是为了防止后向光路对前向光路影响。经过光隔离器3的激光再经过滤波器4进行光束整形滤波，通过调节滤波器的角度和温度，使滤波器的透射波长与DFB激光器的发射波长相同，达到输出功率最大，功率损耗最小。由滤波器4输出的激光再经过分光片5，95%的光通过分光片，5%的光反射到监测器6，检测光功率，95%的光通过聚焦透镜，最后耦合到光纤中输出。

DFB激光器的装配步骤如下：

（1）使用玻璃焊料将聚焦透镜7焊接到管壳11上，再将热电制冷器9焊接到管壳11中；

（2） 将DFB激光器芯片1和背光监测器10焊接到电板13上，再将电板13焊接到基板上；

（3）使用激光焊将准直透镜2焊接到基板12上，再将基板12装配到热电制冷器9上；

（4）使用胶水将光隔离器3装配到基板12上；

（5）通过六轴调节台调整滤波器4的位置，使直流功率损耗在0~0.5dB之间，然后使用UV胶水将滤波器4固定在基板12上；

（6）使用胶水将分光片5、监测器6装配到基板12上；

（7）通过一体化耦合治具，调节管壳11与光纤的位置，调整到功率耦合至最大后，采用激光焊接将光纤插口8固定在管壳11上。

    本发明通过调节滤波器的角度、控制滤波器的温度来提高DFB激光器输出激光的消光比，本发明具有结构精巧、成本低廉且工艺简单的优点。

Claims (4)

1.一种小型封装的长距传输DFB激光器，管壳（11）内封装有基板（12）基板（12）的背面装配有热电制冷器（9），基板（12）正面的上方位置焊接有电板，电板上焊接有DFB激光器芯片（1）及背光监测器（10），激光器芯片（1）下方位置的基板（12）上依次固定有准直透镜（2）、光隔离器（3）及分光片（5）及监测器（6），其特征在于：在光隔离器（3）和分光片（5）之间固定有滤波器（4），激光器芯片（1）发射出的激光经过准直透镜（2）后变成平行光进入光隔离器（3），经过光隔离器（3）的激光再经过滤波器（4）进行光束整形滤波，最后通过分光片（5）的95%的光经聚焦透镜耦合至光纤中输出，其余5%的光反射到监测器（6）进行光功率检测。

2.根据权利要求1所述的小型封装的长距传输DFB激光器，其特征在于：所述滤波器（4）为光纤F-P可调滤波器。

3.根据权利要求1所述的小型封装的长距传输DFB激光器，其特征在于：所述滤波器（4）通过UV胶水固定在基板上。

4.根据权利要求1所述的小型封装的长距传输DFB激光器，其特征在于：DFB激光器的装配步骤如下：

1）使用玻璃焊料将聚焦透镜（7）焊接到管壳（11）上，再将热电制冷器（9）焊接到管壳（11）中；

2） 将DFB激光器芯片（1）和背光监测器（10）焊接到电板（13）上，再将电板（13）焊接到基板上；

3）使用激光焊将准直透镜（2）焊接到基板（12）上，再将基板（12）装配到热电制冷器（9）上；

4）使用胶水将光隔离器（3）装配到基板（12）上；

5）通过六轴调节台调整滤波器（4）的位置，使直流功率损耗在0~0.5dB之间，然后使用UV胶水将滤波器（4）固定在基板12上；

6）使用胶水将分光片(5)、监测器(6)装配到基板(12)上；

7）通过一体化耦合治具，调节管壳(11)与光纤的位置，调整至功率耦合至最大后，采用激光焊接将光纤插口(8)固定在管壳(11)上。