CN1323471C - 具有倾斜波导结构的半导体光放大器封装用的热沉 - Google Patents
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Abstract
一种具有倾斜波导结构的半导体光放大器封装用的热沉，其特性在于，其中包括：一热沉，该热沉为一矩形，在该矩形的两长侧边切割开有两个半圆形的缺口，该两个半圆形的缺口之间为支撑臂。使用该结构设计的热沉不仅可以仍能保证光纤与芯片的耦合效率，而且还能进一步改善散热能力，使其在几百毫安的偏置电流下，仍能正常工作。
Description
技术领域
本发明属于光电子器件领域，更具体的说是一种具有倾斜波导结构的半导体光放大器封装用的热沉。
背景技术
半导体光放大器(SOA)具有增益谱宽、非线性系数高、功耗低和易于集成的优点，在全光网络中不仅可以作为功率放大器、中继放大器、前置放大器等增益器件，而且还是功能器件如光开关、波长转换器的关键部分。目前半导体光放大器的封装技术与半导体激光器、探测器的封装技术相比还不成熟，需要进一步完善。半导体光放大器的工作特性与半导体激光器、探测器相比主要有两点不同即：需要双端耦合和较大的偏置电流。因此，在半导体光放大器的封装设计中应重点考虑光耦合效率和散热的问题。目前，半导体光放大器的封装采用的热沉多是用无氧高电导铜(Oxygen-free high conductivity)材料加工的“工”字型的热沉。如图1所示，其中1为“工”字型热沉；2为半导体光放大器芯片。半导体光放大器芯片放在热沉的垂直臂上，垂直臂的宽度小于或等于芯片的长度。这种结构虽然比较简单，但从芯片的有源区和端面产生的热量，需要经过狭长的垂直臂沿热沉传输，很明显这种结构在散热方面有很大的制约，需要在能保证耦合效率的前提下，通过优化其结构设计，进一步改进它的导热特性。
发明内容
为了克服传统的半导体光放大器热沉结构在散热性能的不足，本发明的目的在于提供一种具有倾斜波导结构的半导体光放大器封装用的热沉，使用该结构设计的热沉不仅可以仍能保证光纤与芯片的耦合效率，而且还能进一步改善散热能力，使其在几百毫安的偏置电流下，仍能正常工作。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明是一种用于具有倾斜波导结构的半导体光放大器封装用的热沉，其特性在于，其中包括：
一热沉，该热沉为一矩形，在该矩形的两长侧边切割开有两个半圆形的缺口，该两个半圆形的缺口之间为支撑臂。
其中热沉所采用的是无氧高电导铜或金刚石或银或金或碳化硅或氧化铍或氮化铝材料。
其中热沉的上、下表面经过磨平、抛光工艺处理。
其中热沉的上、下表面经过镀金工艺处理。
其中支撑臂的最小宽度等于半导体光放大器芯片的长度。
本发明的有益效果是：
热沉采用两个关于光纤耦合的竖直方向对称双圆弧结构，而且双圆弧间的最短距离等于芯片长度，这种结构有如下优点：
1、与传统的热沉结构相比，芯片两侧的热沉的横截面积明显增大，因此半导体光放大器工作过程中有源区和端面产生的热量，可以通过这种双圆弧结构设计更充分地向侧向传播，从而改善了热沉的散热能力；而且，本发明考虑到半导体光放大器的出射端面的光强大，所以产生的热量比有源区的其它部位多，所以选择支撑臂4的最小宽度等于半导体光放大器芯片的长度。
2、从半导体光放大器芯片出射的光束通常具有一定的发散角，这种双圆弧的热沉设计与传统的热沉结构相比，没有阻挡光线传播；另外，在半导体光放大器的封装中，通常采用两根镀膜的锥形光纤从芯片的两侧进行光耦合，这种双圆弧的热沉结构与传统的设计一样，没有增加光纤耦合的难度，所以不会降低封装的光耦合效率。
附图说明
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明，其中：
图1是现有半导体放大器热沉的结构示意图；
图2是本发明的热沉的俯视图；
图3是图2的侧视图。
具体实施方式
请参阅图2和图3，在图2和图3的实施例中，一种用于具有倾斜波导结构的半导体光放大器封装用的热沉，其中包括：
一热沉10，该热沉10为一矩形，在该矩形的两长侧边切割开有两个半圆形的缺口11、12，该两个半圆形的缺口11、12之间为支撑臂13。
其中热沉10所采用的是无氧高电导铜或金刚石或银或金或碳化硅或氧化铍或氮化铝材料。
其中热沉10的上、下表面经过磨平、抛光工艺处理。
其中热沉10的上、下表面经过镀金工艺处理。
其中支撑臂13的最小宽度等于半导体光放大器芯片的长度。
本发明的有益效果是：
热沉采用两个关于光纤耦合的竖直方向对称双圆弧结构，而且双圆弧间的最短距离等于芯片长度，这种结构有如下优点：
1、与传统的热沉结构相比，芯片两侧的热沉的横截面积明显增大，因此半导体光放大器工作过程中有源区和端面产生的热量，可以通过这种双圆弧结构设计更充分地向侧向传播，从而改善了热沉的散热能力；而且，本发明考虑到半导体光放大器的出射端面的光强大，所以产生的热量比有源区的其它部位多，所以选择支撑臂4的最小宽度等于半导体光放大器芯片的长度。
2、从半导体光放大器芯片出射的光束通常具有一定的发散角，这种双圆弧的热沉设计与传统的热沉结构相比，没有阻挡光线传播；另外，在半导体光放大器的封装中，通常采用两根镀膜的锥形光纤从芯片的两侧进行光耦合，这种双圆弧的热沉结构与传统的设计一样，没有增加光纤耦合的难度，所以不会降低封装的光耦合效率。
Claims (5)
1、一种具有倾斜波导结构的半导体光放大器封装用的热沉，其特性在于，其中包括：
一热沉，该热沉为一矩形，在该矩形的两长侧边切割开有两个半圆形的缺口，该两个半圆形的缺口之间为支撑臂。
2、如权利要求1所述的一种用于半导体光放大器封装用的热沉，其特征在于，其中热沉所采用的是无氧高电导铜或金刚石或银或金或碳化硅或氧化铍或氮化铝材料。
3、如权利要求1所述的一种用于半导体光放大器封装用的热沉，其特征在于，其中热沉的上、下表面经过磨平、抛光工艺处理。
4、如权利要求1所述的一种用于半导体光放大器封装用的热沉，其特征在于，其中热沉的上、下表面经过镀金工艺处理。
5、如权利要求1所述的一种用于半导体光放大器封装用的热沉，其特征在于，其中支撑臂的最小宽度等于半导体光放大器芯片的长度。
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|---|---|
| CN1700539A CN1700539A (zh) | 2005-11-23 |
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2004
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