CN111884040A - 一种sld激光器同轴封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种SLD激光器同轴封装方法，包括封装外壳、光纤插芯和同轴管芯，所述的封装外壳内设有凸型通道，所述的的同轴管芯包括管脚、管脚座、探测器芯片、激光器芯片、热沉和散热杯，所述的管脚的连接处设有金丝，所述的金丝与激光器芯片相连，所述的激光器芯片固定安装于热沉上，本发明通过改善封装结构，增加了半导体激光器内部产生光子的出射几率，提高了光效率，同时本封装方法还解决了半导体激光器的散热问题。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种SLD激光器同轴封装方法
背景技术
半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。随着光纤信息通讯技术的发展，半导体二极管激光器成为了最实用最重要的一类激光器。一般情况下，半导体激光器的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数半导体激光器的驱动电流限制在20mA左右。
但是，半导体激光器的光输出会随电流的增大而增加，很多功率型半导体激光器的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级，为了达到更大的驱动电流，需要改进半导体激光器的封装结构，提供一种全新的半导体激光器封装设计理念和低热阻封装结构及技术，用于改善半导体激光器的热特性。
发明内容
本发明的目的是为了改进现有技术，提供一种高稳定性低噪音LD激光驱动电路，包括封装外壳、光纤插芯和同轴管芯，所述的封装外壳内设有凸型通道，所述的凸型通道从左往右依次设有管芯套筒和透镜座，所述的透镜座内设有一块聚光透镜，所述的光纤插芯安装于凸型通道的凸口处。
所述的的同轴管芯包括管脚、管脚座、探测器芯片、激光器芯片、热沉和散热杯，所述的管脚的连接处设有金丝，所述的金丝与激光器芯片相连，所述的探测器芯片固定安装于管脚座上，所述的激光器芯片固定安装于热沉上，所述的热沉固定安装于散热杯上，所述的散热杯包括散热层和荧光层。
考虑到更换透镜的方便，优选地，透镜座的外径小于凸型通道的内径，在安装透镜座时应先把透镜座的一端与光纤插芯固定完成后，再穿入封装外壳内，通过同轴管芯和光纤插芯的挤压完成固定。
考虑到金丝的固定和管脚处的绝缘效果，优选地，管脚与激光器芯片的连接处通过高温电镀的方式电镀上一层绝缘层。
考虑到正装芯片时，激光器芯片的散热情况良好，优选地，散热层的材料为环氧树脂。
优选地，SLD激光器同轴封装方法还包括以下的安装方法：
步骤一、SLD同轴管芯封装后点焊安装在管芯座上；
步骤二、在焊接管芯帽之前在管芯内冲入保护气体；
步骤三、将管芯帽气密耦合在管脚座上，保证管芯帽上的凸透镜中心与激光器芯片位于同一光轴上；
步骤四、将安装完成后的SLD激光器管芯插入管芯套座内。
优选地，所述的步骤一还包括以下的封装方法：
S1、在热沉表面点上绝缘导热胶，将激光器芯片固定在热沉表面涂有绝缘导热胶的部位，激光器芯片与管脚连接处的金丝焊接；
S2、在散热杯的杯口处设有导热硅脂贴片，热沉通过导热硅脂贴片与散热杯固定连接；
S3、在管脚座的表面安装探测器芯片，通过激光光刻技术在探测器芯片区域制造一个电极层，同时在管脚座的底面设有导电层；
S4、导电层与上管脚之间连接有导电金属丝。
有益效果：本发明公布了一种SLD激光器同轴封装方法，通过改善封装结构，增加了半导体激光器内部产生光子的出射几率，提高了光效率，同时本封装方法还解决了半导体激光器的散热问题。
附图说明
图1是一种同轴封装SLD激光器的结构示意图；
图2是图1中同轴管芯的封装结构示意图；
图3是图2中同轴管芯的A-A剖视图；
图4是SLD激光器同轴安装的流程图；
图5是SLD激光器同轴封装的步骤流程图；
图中：1、封装外壳 2、管芯套座 3、聚光透镜 4、透镜座 5、光纤插芯 51、光纤通道6、同轴管芯 61、管脚 62、管脚座 63、探测器芯片 64、激光器芯片 65、金丝 66、热沉 67、散热杯 671、导热硅脂贴片 672、散热层 673、荧光层。
具体实施方案
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1、图2和图3所示，一种SLD激光器同轴封装方法，包括封装外壳1、光纤插芯5和同轴管芯6，所述的封装外壳1内设有凸型通道，所述的凸型通道从左往右依次设有管芯套筒6和透镜座4，所述的透镜座4内设有一块聚光透镜3，所述的光纤插芯5安装于凸型通道的凸口处；
所述的的同轴管芯6包括管脚61、管脚座62、探测器芯片63、激光器芯片64、热沉66和散热杯67，所述的管脚61的连接处设有金丝65，所述的金丝65与激光器芯片64相连，所述的探测器芯片63固定安装于管脚座62上，所述的激光器芯片64固定安装于热沉66上，所述的热沉66固定安装于散热杯67上，所述的散热杯包括散热层672和荧光层673。
如图4所示，一种SLD激光器同轴封装方法还包括以下安装步骤：
步骤一、SLD同轴管芯封装后点焊安装在管芯座上；
步骤二、在焊接管芯帽之前在管芯内冲入保护气体；
步骤三、将管芯帽气密耦合在管脚座上，保证管芯帽上的凸透镜中心与激光器芯片位于同一光轴上；
步骤四、将安装完成后的SLD激光器管芯插入管芯套座内。
如图5所示，一种SLD激光器同轴封装方法还包括以下封装步骤：
S1、在热沉表面点上绝缘导热胶，将激光器芯片固定在热沉表面涂有绝缘导热胶的部位，激光器芯片与管脚连接处的金丝焊接；
S2、在散热杯的杯口处设有导热硅脂贴片，热沉通过导热硅脂贴片与散热杯固定连接；
S3、在管脚座的表面安装探测器芯片，通过激光光刻技术在探测器芯片区域制造一个电极层，同时在管脚座的底面设有导电层；
S4、导电层与上管脚之间连接有导电金属丝。
激光器芯片64通过绝缘导热胶固定在热沉66表面，激光器通过金丝65与管脚61相连，当激光器芯片64接收到调制信号时，激光器二极管开始发射光束，发射的光通过聚光透镜3聚焦，投射到外面的光接收器件上，由于激光器芯片是正装固定在热66沉上，所以探测器芯片63能接收到激光器芯片64另外一侧射出的光速，同时管脚座62表面的探测器区域设有电极层，电极层与导电层之间存在一个电极沉积的过程，当导电高分子接触到导电层产生电压差，形成电流，电流通过导电层与上管脚之间的导电金属丝传回反馈装置，当激光器的发光强度随着外界环境的变化而产生变化时，探测器芯片63接受到的光束发生变化，此时传回反馈装置的电流产生的偏置电流对激光器芯片64的驱动电流进行调整。
随着激光器的工作时间增加，激光器芯片64表面温度上升，散热杯67与激光器芯片64之间存在温度差，由于热沉66材料的特殊性，热沉66的温度不随它传递的热量变化而变化，所以此时激光器芯片64热量直接传至散热杯67的散热层672，散热层672连接TEC温控模块完成散热工作，其中荧光层673用来调整SLD激光器芯片发射光束的亮度、色温和显色指数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种SLD激光器同轴封装方法，其特征在于，包括封装外壳、光纤插芯和同轴管芯，所述的封装外壳内设有凸型通道，所述的凸型通道从左往右依次设有管芯套筒和透镜座，所述的透镜座内设有一块聚光透镜，所述的光纤插芯安装于凸型通道的凸口处；
所述的的同轴管芯包括管脚、管脚座、探测器芯片、激光器芯片、热沉和散热杯，所述的管脚的连接处设有金丝，所述的金丝与激光器芯片相连，所述的探测器芯片固定安装于管脚座上，所述的激光器芯片固定安装于热沉上，所述的热沉固定安装于散热杯上，所述的散热杯包括散热层和荧光层。
2.根据权利要求1所述的一种SLD激光器同轴封装方法，其特征在于，透镜座的外径小于凸型通道的内径，在安装透镜座时应先把透镜座的一端与光纤插芯固定完成后，再穿入封装外壳内，通过同轴管芯和光纤插芯的挤压完成固定。
3.根据权利要求1所述的一种SLD激光器同轴封装方法，其特征在于，管脚与激光器芯片的连接处通过高温电镀的方式电镀上一层绝缘层。
4.根据权利要求1所述的一种SLD激光器同轴封装方法，其特征在于，散热杯的散热层材料为环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的一种SLD激光器同轴封装方法，其特征在于，还包括以下的安装方法：
步骤一、SLD同轴管芯封装后点焊安装在管芯座上；
步骤二、在焊接管芯帽之前在管芯内冲入保护气体；
步骤三、将管芯帽气密耦合在管脚座上，保证管芯帽上的凸透镜中心与激光器芯片位于同一光轴上；
步骤四、将安装完成后的SLD激光器管芯插入管芯套座内。
6.根据权利要求6所述的一种SLD激光器同轴封装方法，其特征在于，所述的步骤一还包括以下的封装方法：
S1、在热沉表面点上绝缘导热胶，将激光器芯片固定在热沉表面涂有绝缘导热胶的部位，激光器芯片与管脚连接处的金丝焊接；
S2、在散热杯的杯口处设有导热硅脂贴片，热沉通过导热硅脂贴片与散热杯固定连接；
S3、在管脚座的表面安装探测器芯片，通过激光光刻技术在探测器芯片区域制造一个电极层，同时在管脚座的底面设有导电层；
S4、导电层与上管脚之间连接有导电金属丝。
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