CN216214789U - 一种非制冷泵浦激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非制冷泵浦激光器，包括管壳、散热垫、芯片基板、激光芯片、背光芯片、平行光透镜和准直尾纤，所述芯片基板和平行光透镜通过散热垫固定安装在管壳内，所述激光芯片和背光芯片设置在芯片基板上；所述管壳上设有出光窗口，所述准直尾纤对准出光窗口固定设置在管壳的外表面，所述激光芯片的出光方向朝向准直尾纤、并与准直光纤进行光耦合，所述背光芯片的收光中心、激光芯片的出光光轴、平行光透镜的光轴和准直尾纤的光轴依次位于同一直线。本实用新型解决了旧结构工艺复杂、耦合效率低的问题。

Description

一种非制冷泵浦激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器件技术领域，具体涉及一种非制冷泵浦激光器。

背景技术

980nm泵浦激光器广泛应用于光纤放大器等光学信号传输领域；现有采用8PIN小型双列直插DIL封装的非制冷980nm泵浦激光器，一般结构是通过将光纤伸入管壳腔体内直接与激光芯片耦合，并对光纤进行金属化后固定在管壳上。采用这种结构，工艺复杂，耦合效率低。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种非制冷泵浦激光器，解决了旧结构工艺复杂、耦合效率低的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种非制冷泵浦激光器，包括管壳、散热垫、芯片基板、激光芯片、背光芯片、平行光透镜和准直尾纤，所述芯片基板和平行光透镜通过散热垫固定安装在管壳内，所述激光芯片和背光芯片设置在芯片基板上；所述管壳上设有出光窗口，所述准直尾纤对准出光窗口固定设置在管壳的外表面，所述激光芯片的出光方向朝向准直尾纤、并与准直光纤进行光耦合，所述背光芯片的收光中心、激光芯片的出光光轴、平行光透镜的光轴和准直尾纤的光轴依次位于同一直线。

上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

优选的，所述准直尾纤包括插芯组件、准直透镜和调节环，所述调节环的一端对准出光窗口焊接在管壳的外表面，所述调节环内沿光路设有通孔，所述准直透镜固定设置在通孔内靠近出光窗口的一端、且准直透镜的光轴方向与平行光透镜的光轴同轴设置；所述插芯组件的端部插入调节环的通孔的另一端、并与准直透镜进行光耦合。

优选的，所述准直尾纤还包括保护套，所述保护套包覆在调节环以及调节环和插芯组件连接处的外周。

优选的，所述芯片基板上还贴装设置有热敏电阻，热敏电阻邻近激光芯片设置。

优选的，所述散热垫为呈板状的钨铜垫块，所述钨铜垫块的一面固定安装在管壳的内壁、其另一面上安装芯片基板与平行光透镜。

优选的，所述芯片基板上设有印刷线路，所述芯片基板的全部有源器件分别与印刷线路电气连接，所述印刷线路与管壳上的引脚通过金线连接，所述芯片基板上的打线面与管壳上引脚的连接点齐平。

优选的，所述激光芯片的正极和/或负极与管壳上的引脚的对应连接点之间分别设有多条并联的金线。

优选的，所述出光窗口上固定设有通光片，所述通光片与管壳的壳体通过高温烧结，所述通光片与壳体密闭连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中，准直尾纤独立设置在管壳外部且与管壳固定连接，其既提供对激光的准直调整，又作为光纤与激光器发光部分的耦合器件，在安装准直尾纤的过程中可调整光纤相对于激光器的位置与角度，实现更佳的耦合效果，以获得更高的耦合效率。本实用新型的结构无需将光纤伸入管壳腔体内与激光芯片耦合，再对光纤进行金属化后固定在管壳上，其工艺更加简单，光耦合效率得到提升。

附图说明

图1为本实用新型光路结构示意图；

图2为本实用新型电路布局示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、管壳，11、引脚，2、散热垫，3、芯片基板，31、激光芯片，32、背光芯片，33、热敏电阻，4、平行光透镜，5、准直尾纤，51、插芯组件，52、准直透镜，53、调节环，54、保护套，6、通光片，7、金线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1～2所示，本实施例提供一种非制冷泵浦激光器，包括管壳1、散热垫2、芯片基板3、激光芯片31、背光芯片32、平行光透镜4和准直尾纤5，所述芯片基板3和平行光透镜4通过散热垫2固定安装在管壳1内，所述激光芯片31和背光芯片32设置在芯片基板3上；所述管壳1上设有出光窗口，所述准直尾纤5对准出光窗口固定设置在管壳1的外表面，所述激光芯片31的出光方向朝向准直尾纤5、并与准直光纤进行光耦合，所述背光芯片32的收光中心、激光芯片31的出光光轴、平行光透镜4的光轴和准直尾纤5的光轴依次位于同一直线。

管壳1为激光器的发光部分提供结构保护；芯片基板3为激光芯片31和背光芯片32等有源器件提供刚性支撑以及电气连接的基础；散热垫2设置在管壳1与芯片基板3之间，将芯片基板3上激光芯片31产生的热量传导到管壳1上，利于激光器的散热；平行光透镜4将激光器发出的发散的光进行会聚后发出近似平行的激光，激光通过出光窗口进入准直尾纤5后进一步准直并与准直尾纤5内的光纤进行光耦合。由于准直尾纤5独立设置在管壳1的外表面，可直接通过调节准直尾纤5与管壳1出光窗口的配合角度和位置来对光耦合程度进行调节，进行光耦合调节时无需将光纤伸入管壳1内，提高了激光器装配的效率，也简化了工艺流程。

上述技术方案的基础上，本实施例还可以做如下改进。

如图1所示，所述准直尾纤5包括插芯组件51、准直透镜52和调节环53，所述调节环53的一端对准出光窗口焊接在管壳1的外表面，所述调节环53内沿光路设有通孔，所述通孔的一端设有透镜座，透镜座与调节环一体式连接，所述准直透镜52通过透镜座固定设置在通孔内靠近出光窗口的一端、且准直透镜52的光轴方向与平行光透镜4的光轴同轴设置；所述插芯组件51的端部插入调节环53的通孔的另一端、并与准直透镜52进行光耦合。

光纤设置在插芯组件51内。准直透镜52通过透镜座固定设置在调节环53内，在插芯组件51上焊接调节环53时，可以通过调节调节环53套设在插芯组件51上的深度，来调节准直透镜52相对于插芯组件51的位置，以获得更高的耦合效率。采用这种方式，相对于现有的将光纤直接伸入管壳1内与激光芯片31耦合的结构，能提升耦合效率，而且工艺也更简单，便于生产。

如图1所示，所述准直尾纤5还包括保护套54，所述保护套54包覆在调节环53以及调节环53和插芯组件51连接处的外周。保护套54可以为准直尾纤5的内部元器件提供保护。保护套54可以使用具有一定弹性的塑胶材质，以增加激光器受到意外冲击时的抗冲击能力。

如图2所示，所述芯片基板3上还贴装设置有热敏电阻33，热敏电阻33邻近激光芯片31设置。热敏电阻33用于监测激光芯片31工作时发热引起的环境温度变化，将激光器内的温度数据传输到外部的数据处理设备，便于外界根据激光器内的温度变化及时为激光器提供温度保护措施。

如图1所示，所述散热垫2采用呈板状的钨铜垫块，钨铜材质具有优秀的导热能力、较好的高温强度和一定的塑性，且成本相对低廉，非常适合作为激光器内部的散热部件使用。所述钨铜垫块的一面固定安装在管壳1的内壁、其另一面上安装芯片基板3与平行光透镜4，将芯片基板3上的温度高效地传导到管壳1处，通过管壳1与外部空气进行热交换实现激光器的散热，对激光器进行了温度保护。

如图2所示，所述芯片基板3上设有印刷线路，所述芯片基板3上的全部有源器件(例如激光芯片31、背光芯片32和热敏电阻33)分别与印刷线路电气连接，通过对印刷线路的排版设计尽量缩短印刷线路与管壳1对应引脚11的距离后，再通过金线7将芯片基板3上的印刷电路连接至管壳1上的对应引脚11，通过管壳1上的引脚11实现激光器与管壳1外部的电气连接。更进一步，所述芯片基板3上的打线面(即芯片基板3上与金线7连接的面)与管壳1引脚11的连接点齐平，以缩短芯片基板3上金线7连接点与管壳1引脚11的直线距离，最大程度地减短金线7的长度，以节省激光器成本；同时由于缩短金线7长度，使得打线工艺简单、也能提升激光器高频性能。本实施例中所有走线都布置在一块芯片基板3上，无需再设置单个的桥接电路，贴装工序简单，也避免了引入多个电路转接会造成的损耗和对高频性能的影响。

作为优选的方案，所述激光芯片31的正极和/或负极与管壳1引脚11的对应连接点之间分别设有多条并联的金线7。由于泵浦激光器的工作电流较高，为降低热阻以及提升电流容量，激光芯片31正、负电极通过印刷电路连接至管壳1对应引脚11时可采用在每个引脚11处打多根金线7的连接方式，比如各打三根金线7。

如图1所示，所述出光窗口上固定设有通光片6，所述通光片6与管壳1的壳体通过高温烧结，所述通光片6与壳体密闭连接，以保证管壳1封装的气密性。

工作原理：本实施例中，准直尾纤5独立设置在管壳1外部且与管壳1固定连接，其既可通过准直尾纤5内的准直透镜52提供对激光的准直调整，准直尾纤5内的插芯组件51和调节环53又作为光纤与激光器发光部分的耦合器件，在安装准直尾纤5的过程中可通过调整插芯组件51插入调节环53的深度，来调节光纤相对于准直透镜52的位置与角度，以实现更佳的耦合效果，获得更高的耦合效率。本实用新型的结构无需将光纤伸入管壳1腔体内与激光芯片31耦合，再对光纤进行金属化后固定在管壳1上，其工艺更加简单，光耦合效率得到提升。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种非制冷泵浦激光器，其特征在于，包括管壳(1)、散热垫(2)、芯片基板(3)、激光芯片(31)、背光芯片(32)、平行光透镜(4)和准直尾纤(5)，所述芯片基板(3)和平行光透镜(4)通过散热垫(2)固定安装在管壳(1)内，所述激光芯片(31)和背光芯片(32)设置在芯片基板(3)上；所述管壳(1)上设有出光窗口，所述准直尾纤(5)对准出光窗口固定设置在管壳(1)的外表面，所述激光芯片(31)的出光方向朝向准直尾纤(5)、并与准直光纤进行光耦合，所述背光芯片(32)的收光中心、激光芯片(31)的出光光轴、平行光透镜(4)的光轴和准直尾纤(5)的光轴依次位于同一直线。

2.根据权利要求1所述一种非制冷泵浦激光器，其特征在于，所述准直尾纤(5)包括插芯组件(51)、准直透镜(52)和调节环(53)，所述调节环(53)的一端对准出光窗口焊接在管壳(1)的外表面，所述调节环(53)内沿光路设有通孔，所述准直透镜(52)固定设置在通孔内靠近出光窗口的一端、且准直透镜(52)的光轴方向与平行光透镜(4)的光轴同轴设置；所述插芯组件(51)的端部插入调节环(53)的通孔的另一端、并与准直透镜(52)进行光耦合。

3.根据权利要求2所述一种非制冷泵浦激光器，其特征在于，所述准直尾纤(5)还包括保护套(54)，所述保护套(54)包覆在调节环(53)以及调节环(53)和插芯组件(51)连接处的外周。

4.根据权利要求1所述一种非制冷泵浦激光器，其特征在于，所述芯片基板(3)上还贴装设置有热敏电阻(33)，热敏电阻(33)邻近激光芯片(31)设置。

5.根据权利要求1所述一种非制冷泵浦激光器，其特征在于，所述散热垫(2)为呈板状的钨铜垫块，所述钨铜垫块的一面固定安装在管壳(1)的内壁、其另一面上安装芯片基板(3)与平行光透镜(4)。

6.根据权利要求1所述一种非制冷泵浦激光器，其特征在于，所述芯片基板(3)上设有印刷线路，所述芯片基板(3)上的全部有源器件分别与印刷线路电气连接，所述印刷线路与管壳(1)上的引脚(11)通过金线(7)连接，所述芯片基板(3)上的打线面与管壳(1)上的引脚(11)的连接点齐平。

7.根据权利要求6所述一种非制冷泵浦激光器，其特征在于，所述激光芯片(31)的正极和/或负极与管壳(1)上的引脚(11)的对应连接点之间分别设有多条并联的金线(7)。

8.根据权利要求1～7任一项所述一种非制冷泵浦激光器，其特征在于，所述出光窗口上固定设有通光片(6)，所述通光片(6)与管壳(1)的壳体密闭连接。

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