CN106816808A - 半导体激光器封装器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体激光器封装器件，包括：外壳；激光器，设置在所述外壳中；准直透镜，设置在所述外壳中，所述准直透镜用于接收所述激光器发出的发散光束，并能够使所述发散光束折射为准直光束；会聚透镜，设置在所述外壳中，所述会聚透镜用于接收所述准直光束，并能够使所述准直光束折射为会聚光束；光纤，与所述外壳连接，所述光纤的输入端位于所述外壳中，所述光纤的输入端用于接收所述会聚光束。本发明可提高光源与光纤的耦合效率。

Description

半导体激光器封装器件

技术领域

本发明涉及通信设备技术，尤其涉及一种半导体激光器封装器件。

背景技术

随着科学技术的发展，光纤通信技术得到了广泛的应用，其中，半导体激光器封装器件是光纤通信技术中的常用设备。

现有的半导体激光器封装器件中设有激光器和光纤，激光器和光纤之间设有透镜，激光器发出发散光束，发散光束经过透镜的折射形成会聚光束并耦合进入光纤中。

现有技术中，由于透镜需要将发散光束直接折射形成会聚光束，因此，会聚光束无法会聚在同一焦点，进而导致会聚光束无法全部耦合进入光纤中，降低了光源与光纤的耦合效率。

发明内容

本发明提供一种半导体激光器封装器件，以提高光源与光纤的耦合效率。

本发明提供一种半导体激光器封装器件，包括：

外壳；

激光器，设置在所述外壳中；

准直透镜，设置在所述外壳中，所述准直透镜用于接收所述激光器发出的发散光束，并能够使所述发散光束折射为准直光束；

会聚透镜，设置在所述外壳中，所述会聚透镜用于接收所述准直光束，并能够使所述准直光束折射为会聚光束；

光纤，与所述外壳连接，所述光纤的输入端位于所述外壳中，所述光纤的输入端用于接收所述会聚光束。

基于上述，本发明提供的半导体激光器封装器件，在使用过程中，激光器发出的发散光束首先经过准直透镜，准直透镜使发散光束折射为准直光束，之后准直光束经过会聚透镜，会聚透镜使准直光束折射为会聚光束，随后会聚光束耦合进入光纤中。由于会聚透镜是对准直光束进行会聚，因此形成的会聚光束能够会聚在同一焦点，进而能够使会聚光束全部耦合进入光纤中，提高了光源与光纤的耦合效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种半导体激光器封装器件的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明实施例提供的一种半导体激光器封装器件的光路示意图；

图4为本发明实施例提供的一种半导体激光器封装器件的局部结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种半导体激光器封装器件的准直透镜处的局部结构示意图。

附图标记：

101：外壳； 102：激光器；

103：准直透镜； 104：会聚透镜；

105：光纤的输入端； 106：光隔离器；

107：制冷器； 108：金属热沉；

109：支架； 110：第一壳体；

111：第二壳体； 112：透光窗；

113：进光孔； 114：激光器芯片；

115：陶瓷热沉； 116：背光监控二极管；

117：背光监控二极管热沉； 118：金属管体；

119：金属手柄； 120：调节套筒。

121：框架； 122：安装孔；

123：底座； 124：支臂；

125：突起部； 126：热敏电阻；

127：引脚。

具体实施方式

请参考图1-4，本发明提供的一种半导体激光器封装器件，包括：外壳101；激光器102，设置在所述外壳101中；准直透镜103，设置在所述外壳101中，所述准直透镜103用于接收所述激光器102发出的发散光束，并能够使所述发散光束折射为准直光束；会聚透镜104，设置在所述外壳101中，所述会聚透镜104用于接收所述准直光束，并能够使所述准直光束折射为会聚光束；光纤，与所述外壳101连接，所述光纤的输入端105位于所述外壳101中，所述光纤的输入端105用于接收所述会聚光束。

本实施例中，激光器102发出的发散光束首先经过准直透镜103，准直透镜103使发散光束折射为准直光束，之后准直光束经过会聚透镜104，会聚透镜104使准直光束折射为会聚光束，随后会聚光束耦合进入光纤中。由于会聚透镜104是对准直光束进行会聚，因此形成的会聚光束能够会聚在同一焦点，进而能够使会聚光束全部耦合进入光纤中，提高了光源与光纤的耦合效率。另外，由于准直透镜103和会聚透镜104之间的距离可根据需要任意调整，因此使半导体激光器封装器件的外部尺寸及内部结构的设计更为灵活。

本实施例中，激光器102可朝向所述光纤的输入端105设置，所述准直透镜103位于所述激光器102和所述光纤的输入端105之间，所述会聚透镜104位于所述准直透镜103和所述光纤的输入端105之间。由此，能够实现光纤的输入端105、会聚透镜104、准直透镜103和激光器102的同轴设置，使半导体激光器封装器件的结构更为紧凑。另外，由于无需设置反射镜改变光路，因此使半导体激光器封装器件的结构更为简单。

本实施例中，优选的，半导体激光器封装器件还包括光隔离器106，所述光隔离器106设置在所述准直透镜103和所述会聚透镜104之间，所述光隔离器106用于接收所述准直光，并使所述准直光能够通过所述光隔离器106。通过设置光隔离器106，能够使耦合进入光纤的光的反向作用减弱，降低激光器的相对强度噪声，减少非线性啁啾效应。

本实施例中，优选的，外壳101中设有制冷器107，所述制冷器107上设有金属热沉108，所述激光器102、准直透镜103和光隔离器106均设置在所述金属热沉108上。由此，将制冷器107、金属热沉108、激光器102、准直透镜103和光隔离器106设置在一起，能够使半导体激光器封装器件的结构更为紧凑。

本实施例中，优选的，准直透镜103通过支架109与所述金属热沉108连接。由此，方便准直透镜103的安装，且能够保证准直透镜103与金属热沉108的连接强度。

请参考图5，本实施例中，优选的，还包括框架121，框架121中设有安装孔122，准直透镜103安装在安装孔122内，由于框架121包覆准直透镜103的边缘，因此能够对准直透镜103形成保护，支架109包括底座123，底座123与金属热沉108焊接，底座123上间隔设置有两个支臂124，框架121夹持并焊接在两个支臂124之间。由于两个支臂124能够夹持框架121，因此在进行焊接之前，能够方便的调整框架121在两个支臂124之间的位置，进而在半导体激光器封装器件生产过程中能够方便调整准直透镜103的位置，以保证光路的准确性。

本实施例中，优选的，框架121的顶部设有突起部125，由此在半导体激光器封装器件生产过程中，可使用夹持工具夹持突起部125，并将框架121及准直透镜103放置在设定位置上，操作方便。

本实施例中，激光器102可包括激光器芯片114，激光器芯片114通过陶瓷热沉115设置在所述金属热沉108上，其中可通过金丝键合将激光器芯片114的正负极连接到陶瓷热沉115的电路图形上，之后电源设备可通过陶瓷热沉115的电路为激光器芯片114供电，使激光器芯片114发光。另外，陶瓷热沉上可连接热敏电阻126，激光器芯片114在工作过程中产生的热量会传导至陶瓷热沉115上，热敏电阻126用于感测陶瓷热沉115的热量，以对激光器芯片114的温度进行监控，提高了激光器芯片114运行的可靠性。

本实施例中，激光器芯片114背部可设有背光监控二极管116，背光监控二极管116可通过背光监控二极管热沉117设置在金属热沉108上，背光监控二极管116用于监控激光器芯片114的背光，以监控激光器芯片114的工作状况，提高了激光器芯片114运行的可靠性。

本实施例中，优选的，外壳101包括相连接的第一壳体110和第二壳体111，所述激光器102和准直透镜103密封设置在所述第一壳体110中，所述会聚透镜104和所述光纤的输入端105设置在所述第二壳体111中，所述第一壳体110上设有透光窗112，所述第二壳体111上设有进光孔113，所述透光窗112和进光孔113设置在所述准直光束的光路中，以使所述准直光束能够通过所述透光窗112射入所述进光孔113并由所述会聚透镜104接收。由此，通过设置第一壳体110和第二壳体111，能够方便的将激光器102和准直透镜103密封设置在第一壳体110中，且光纤的输入端105与外壳101之间无需进行密封连接，因此使光纤的输入端105能够使用工艺成熟的陶瓷插针结构，设置方便、工艺简单。另外，当半导体激光器封装器件光路发生偏移需要维修时，只需调整第一壳体110和第二壳体111的相对位置即可，无需拆开第一壳体110，方便维修。

本实施例中，第二壳体111内可设有金属管体118，会聚透镜104设置在金属管体118内，进光孔113形成在金属管体118端部，其中，会聚透镜104与金属管体118可采用玻璃焊料焊接也可以采用胶粘的方式固定，金属管体118与第一壳体110的可采用有源耦合并激光焊接的方式固定。另外，光纤上可设有金属手柄119，金属手柄119可通过激光焊接方式与调节套筒120焊接在一起，调节套筒120可通过激光焊接与金属管体118固定连接。激光焊接方式可以保证光路的稳定性，同时维修方便。

本实施例中，第一壳体110两侧可设有多个引脚127，引脚127一端与第一壳体110内部的电器件连接，引脚127另一端用于与第一壳体110外部设备连接，以实现第一壳体110内部的电器件与第一壳体110外部设备的电连接，即半导体激光器封装器件为蝶形半导体激光器封装器件。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种半导体激光器封装器件，其特征在于，包括：

外壳；

激光器，设置在所述外壳中；

准直透镜，设置在所述外壳中，所述准直透镜用于接收所述激光器发出的发散光束，并能够使所述发散光束折射为准直光束；

会聚透镜，设置在所述外壳中，所述会聚透镜用于接收所述准直光束，并能够使所述准直光束折射为会聚光束；

光纤，与所述外壳连接，所述光纤的输入端位于所述外壳中，所述光纤的输入端用于接收所述会聚光束。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器封装器件，其特征在于，还包括光隔离器，所述光隔离器设置在所述准直透镜和所述会聚透镜之间，所述光隔离器用于接收所述准直光束，并使所述准直光束能够通过所述光隔离器。

3.根据权利要求2所述的半导体激光器封装器件，其特征在于，所述外壳中设有制冷器，所述制冷器上设有金属热沉，所述激光器、准直透镜和光隔离器均设置在所述金属热沉上。

4.根据权利要求3所述的半导体激光器封装器件，其特征在于，所述准直透镜通过支架与所述金属热沉连接。

5.根据权利要求1-4中任一所述的半导体激光器封装器件，其特征在于，所述外壳包括相连接的第一壳体和第二壳体，所述激光器和准直透镜密封设置在所述第一壳体中，所述会聚透镜和所述光纤的输入端设置在所述第二壳体中，所述第一壳体上设有透光窗，所述第二壳体上设有进光孔，所述透光窗和进光孔设置在所述准直光束的光路中，以使所述准直光束能够通过所述透光窗射入所述进光孔并由所述会聚透镜接收。