CN117908201B - 一种光纤支架及半导体激光器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种光纤支架及半导体激光器。本发明提供的光纤支架，包括支架本体，支架本体的一侧侧壁向内凹陷形成固定面；传输光纤通过UV胶固化时，由于固定面为曲面结构，因此UV胶与固定面之间的接触的面积更大，能够平衡传输光纤和凝胶层重力，进而减少传输光纤在通过UV胶固化固定于固定面时，在竖直方向的偏移量，减少由于光纤UV固化时产生的偏移。

Description

一种光纤支架及半导体激光器

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种光纤支架及半导体激光器。

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。它体积小、寿命长，并且可采用简单的注入电流的方式来泵浦，因此半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面得到了广泛的应用。

半导体激光器包括壳体、激光芯片、传输光纤12'和光纤支架1'，传输光纤12'通过UV胶固化固定于光纤支架1'上，激光芯片发出的激光通过传输光纤12'向外传输。

如图1所示，现有的光纤支架1'呈矩形状，传输光纤12'通过UV胶固化粘结于光纤支架1'侧壁的固定面13'上；然而由于光纤支架1'侧壁的固定面13'为垂直的平面结构，传输光纤12'和UV胶在没有固化时受到向下的重力，有下坠的趋势，很不稳定，在UV胶固化过程中固化收缩产生的应力进一步导致传输光纤12'的位置发生偏移，而传输光纤12'在固定时已经调好位置，如果传输光纤12'的位置（尤其是垂直方向位置）发生变化会影响整个半导体激光器的发光功率。

发明内容

（一）本发明所要解决的技术问题是：现有的半导体激光器，其内部的传输光纤固定于光纤支架的侧壁面，光纤支架的侧壁面为一个垂直的平面，因此传输光纤和UV胶固化时存在下坠的趋势，传输光纤垂直方向位置发生变化会影响半导体激光器的功率。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一方面实施例提供了一种光纤支架，包括：支架本体，所述支架本体的一侧形成固定面，所述固定面为向内凹陷的曲面；传输光纤通过凝胶层连接于所述固定面。

根据本发明的一个实施例，所述固定面为内凹的弧面，所述固定面的弧顶位置在竖直方向的投影位于固定面上沿和固定面下沿在竖直方向投影之间。

根据本发明的一个实施例，所述固定面为向下倾斜的内凹弧面，所述固定面形成一侧开口且倾斜向下的凹槽，所述传输光纤通过凝胶层固定于所述凹槽内；

所述固定面弧顶位置在竖直方向的投影位于固定面下沿在竖直方向投影的下侧；或所述固定面的弧顶位置在竖直方向的投影位于固定面上沿和固定面下沿在竖直方向投影之间。

根据本发明的一个实施例，所述凝胶层包覆于所述传输光纤外侧，并位于所述传输光纤和所述固定面之间。

根据本发明的一个实施例，所述固定面包括由上沿延伸至弧顶位置的上弧面和由下沿延伸至弧顶位置的下弧面。

根据本发明的一个实施例，所述固定面上沿至弧顶位置的连线与竖直平面之间的夹角为A，所述固定面下沿至弧顶位置的连线与竖直平面之间的夹角为B，A的角度小于B的角度。

根据本发明的一个实施例，夹角A大于15°且小于45°，夹角B大于45°且小于60°。

根据本发明的一个实施例，所述凝胶层朝向所述固定面开口一侧的表面为内凹的弧面结构。

根据本发明的一个实施例，所述支架本体为玻璃座，且所述支架本体呈矩形状。

本发明另一方面实施例还提供了一种半导体激光器，包括壳体、传输光纤、激光芯片和上述任一实施例所述的光纤支架，所述激光芯片和所述传输光纤之间均设于所述壳体内，所述传输光纤固定于所述光纤支架的固定面，所述传输光纤与所述激光芯片耦合。

本发明的有益效果：本发明提供的光纤支架，包括支架本体，支架本体的一侧侧壁向内凹陷形成固定面；传输光纤通过UV胶固化时，由于固定面为曲面结构，因此UV胶与固定面之间的接触的面积更大，能够平衡传输光纤和凝胶层重力，进而减少传输光纤在通过UV胶固化固定于固定面时在竖直方向的偏移量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术中光纤支架的结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的光纤支架的立体图；

图3为本发明另一个实施例提供的光纤支架的立体图；

图4为本发明另一个实施例提供的光纤支架的侧视图；

图5位上弧面和下弧面与竖直平面夹角的示意图。

图标：1'-光纤支架；12'-传输光纤；13'-固定面；

1-光纤支架；11-支架本体；12-传输光纤；13-固定面；131-上弧面；132-下弧面；14-凝胶层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，在不冲突的y情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2至图4所示，本发明一个实施例提供了一种光纤支架1，包括：支架本体11，所述支架本体11的一侧形成固定面13，所述固定面13为向内凹陷的曲面；传输光纤12通过凝胶层14连接于所述固定面13。

本发明提供的光纤支架1，包括支架本体11，支架本体11的一侧侧壁向内凹陷形成固定面13；传输光纤12通过UV胶固化时，由于固定面13为曲面结构，因此UV胶与固定面13之间的接触的面积更大，能够平衡传输光纤12和凝胶层14重力进而减少传输光纤12在通过UV胶固化固定于固定面13时在竖直方向的偏移量。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，所述固定面13为内凹的弧面，所述固定面13的弧顶位置在竖直方向的投影位于固定面13上沿和固定面13下沿在竖直方向投影之间；本实施例中，所述固定面13为内凹的弧面结构，且弧顶位置位于圆弧面上边沿和下边沿之间，其中传输光纤12通过凝胶层14固定于固定面13靠近上沿位置。优选的，本实施例中，所述固定面13为圆弧面，也即是弧顶位置在竖直方向的投影位于固定面13上沿和固定面13下沿在竖直方向投影中间。

根据本发明的另一个实施例，如图3至图5所示，所述固定面13为向下倾斜的内凹弧面，所述固定面13形成一侧开口且倾斜向下的凹槽，所述传输光纤12通过凝胶层14固定于所述凹槽内；所述固定面13弧顶位置在竖直方向的投影位于固定面13下沿在竖直方向投影的下侧。本实施例中，所述固定面13为一个倾斜向下的内凹弧面结构，且弧顶位置在竖直平面内的投影位于固定面13下沿的下侧，因此固定面13向下凹陷形成凹槽，而固定传输光纤12时，将传输光纤12放入凹槽内，然后传输光纤12与固定面13平行，通过UV胶固化固定于凹槽内，由于传输光纤12位于凹槽内，因此传输光纤12和UV胶固化形成的凝胶层14在竖直方向的重力可以由固定面13进行支撑，进而能够减少传输光纤12在竖直方向的偏移量。

当然，在本实施例中，所述固定面13弧顶位置在竖直方向的投影位于固定面上沿与固定面13下沿在竖直方向投影之间，其同样能够实现通过固定面13来对传输光纤12进行支撑的目的。

传输光纤12在固定于光纤支架1之前就已经调好位置与激光芯片进行耦合，在水平方向传输光纤12偏移对于半导体激光器的功率影响较小，而传输光纤12在竖直方向的偏移会大幅度影响半导体激光器的功率，因此在传输光纤12固定时最好是不出现偏移，但是UV胶固化时会有一定的收缩量，导致传输光纤12偏移，因此在固定传输光纤12时，即使出现偏移也是在传输光纤12水平方向偏移。

如图1所示，现有的传输光纤12'固定于竖直的固定面13'上，因此UV胶固化时会在水平方向朝向固定面13'一侧收缩，进而使传输光纤12'向固定面13'一侧偏移，但是由于其自身重力的影响会导致传输光纤12'在竖直方向发生偏移，影响半导体激光器的功率。

而本实施例中，如图3和图4所示，传输光纤12和UV胶固化形成的凝胶层14在竖直方向的重力可以由固定面13进行支撑，进而能够减少传输光纤12在竖直方向的偏移量可以大幅的降低传输光纤12竖直方向的偏移量。

可选的，如图3和图4所示，所述凝胶层14包覆于所述传输光纤12外侧，并位于所述传输光纤12和所述固定面13之间；本实施例中凝胶层14包覆在传输光纤12外侧，即在固定传输光纤12时，将传输光纤12放入凹槽内，然后放入UV胶，并包覆在传输光纤12外侧，UV胶固化时，由于上下都有固定面13进行支撑，因此UV胶固化在各个方向都有收缩量，各个方向的收缩量平衡抵消，使得传输光纤12位置不发生变化，或者只发生很小的水平位移，避免竖直方向偏移，能够提高半导体激光器的功率。

如图3和图4所示，所述固定面13包括由上沿延伸至弧顶位置的上弧面131和由下沿延伸至弧顶位置的下弧面132；其中上弧面131和下弧面132的弧度较大接近于直线；而UV胶固化收缩时会沿着上弧面131和下弧面132的延伸方向收缩，传输光纤12的最终大概位置在固定面13的弧顶位置。图4中箭头方向表示的是传输光纤12的受力方向，如图4所示，固定传输光纤12时抹入一定量的UV胶（紫外胶），紫外胶沿上弧面131和下弧面132爬行，沿着上弧面131的延伸方向形成向外侧延伸的上表面张力，及沿着下弧面132延伸方向的下表面张力，同时UV胶固化时还会有向右上方倾斜的固化收缩力，同时还收到传输光纤12自身重力，上述表面张力、固化收缩力、重力以及压力相互平衡，传输光纤12在竖直方向整体受力相对平衡，不会出现沿竖直方向（上下方向）的偏移。

如图5所示，所述固定面13上沿至弧顶位置连线与竖直平面之间的夹角为A，所述固定面13下沿至弧顶位置的连线与竖直平面之间的夹角为B，A的角度小于B的角度；本实施例中，下弧面132的倾角更小，上表面张力的倾角更小，也即是其更加的“直立”，下弧面132的倾角更大，也即是其更加的“倾斜”，因此能够更好地综合传输光纤12在竖直方的合力，同时保证传输光纤12在竖直方向不发生偏移。

优选的，本实施例中，夹角A大于15°且小于45°，例如夹角为15°、20°、30°和45°等，夹角B大于45°且小于100°，优选的夹角B为46°、50°、60°、90°、95°等；上述角度范围的夹角A和夹角B能够保证传输光纤12受到的合力方向并不是沿竖直方向的；由此传输光纤12受到的合力方向即使沿着水平方向向右也不会对半导体激光器的功率产生比较大的影响。

如图3和图4所示，本实施例中，通过设置上弧面131、下弧面132结构，传输光纤12在UV胶固化时的固化收缩力沿着上弧面131和下弧面132，因此形成沿着上弧面131的上表面张力和沿着下弧面132的下表面张力，UV胶与沿着上弧面131和下弧面132表面倾斜向上固化延伸，形成凝胶层14朝向固定面13开口一侧的表面形成内凹面。

如图2至图4所示，本实施例中所述支架本体11是透光基座，具体可以为玻璃座，且所述玻璃座呈矩形状，玻璃座的一侧面倾斜向内并向下凹陷形成固定面13。另外，本实施例中，在UV胶固化时，胶量需要适中，要保持在槽内，使得胶能完全抱住光纤，同时要尽量得少，使得表面张力沿着上弧面131和下弧面132的内壁切线方向延伸。

本发明的另一方面实施例还提供了一种半导体激光器，包括壳体、激光芯片、传输光纤12和上述任一实施例所述的光纤支架1，所述激光芯片和所述传输光纤12之间均设于所述壳体内，所述传输光纤12固定于所述光纤支架1的固定面13，所述传输光纤12与所述激光芯片的出光侧耦合。由于本实施例提供的光纤支架1其固定面13为倾斜向下内凹的弧面结构，因此能够减少传输光纤12在UV胶固化时在竖直方向的偏移量，进而能够保证半导体激光器的功率。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体缺陷理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (8)

1.一种光纤支架，其特征在于，包括：支架本体（11），所述支架本体（11）的一侧侧壁形成固定面（13），所述固定面（13）为向内凹陷的曲面；传输光纤（12）通过凝胶层（14）连接于所述固定面（13）；

所述固定面（13）为向下倾斜的内凹弧面，所述固定面（13）形成一侧开口且倾斜向下的凹槽，所述传输光纤（12）通过凝胶层（14）固定于所述凹槽内；

所述固定面（13）弧顶位置在竖直方向的投影位于固定面（13）下沿在竖直方向投影的下侧，或所述固定面（13）的弧顶位置在竖直方向的投影位于固定面（13）上沿和固定面（13）下沿在竖直方向投影之间。

2.根据权利要求1所述的光纤支架，其特征在于，所述凝胶层（14）包覆于所述传输光纤（12）外侧，并位于所述传输光纤（12）和所述固定面（13）之间。

3.根据权利要求1所述的光纤支架，其特征在于，所述固定面（13）包括由上沿延伸至弧顶位置的上弧面（131）和由下沿延伸至弧顶位置的下弧面（132）。

4.根据权利要求1所述的光纤支架，其特征在于，所述固定面（13）上沿至弧顶位置的连线与竖直平面之间的夹角为A，所述固定面（13）下沿至弧顶位置的连线与竖直平面之间的夹角为B，A的角度小于B的角度。

5.根据权利要求4所述的光纤支架，其特征在于，夹角A大于15°且小于45°，夹角B大于45°且小于60°。

6.根据权利要求1所述的光纤支架，其特征在于，所述凝胶层（14）朝向所述固定面（13）开口一侧的表面为内凹的弧面结构。

7.根据权利要求1至4任一项所述的光纤支架，其特征在于，所述支架本体（11）为玻璃座，且所述支架本体（11）呈矩形状。

8.一种半导体激光器，其特征在于，包括壳体、传输光纤（12）、激光芯片和如权利要求1至7任一项所述的光纤支架（1），所述激光芯片和所述传输光纤（12）之间均设于所述壳体内，所述传输光纤（12）固定于所述光纤支架（1）的固定面（13），所述传输光纤（12）与所述激光芯片耦合。