CN219760239U - 一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,属于激光器制造技术领域,解决了当环境温度变化时,首先导致热敏电阻自身温度变化,此时控温电路介入修正后,将导致激光器温度发生漂移的技术问题,该封装结构包括壳体具有容置腔,壳体与反光镜,吸热组件安装在容置腔内,激光器安装在吸热组件上,并通过吸热组件与壳体电连接,激光器用于发射激光,热敏电阻安装在吸热组件上,并通过吸热组件与壳体电连接,且位于激光器的一侧,吸热组件用于吸收容置腔内的热量和向容置腔内排出热量,反射镜安装在热敏电阻远离吸热组件的一侧上,并位于激光器的一侧,反射镜用于向壳体外反射激光发射器发出的激光。
Description
技术领域
本实用新型属于激光器制造技术领域,特别涉及一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构。
背景技术
高速光通信技术的发展满足现代社会对海量数据的传输需求,基于高速光通信技术、大数据、云存储等技术的应用和发展。当今通讯技术的发展迅速,光器件越来越多的应用于通讯之中,其中信号发射和接收装置必不可少。为了提高技术指标和可靠性,光通信行业的CATV(有线电视)信号传输多采用了带制冷的激光器。
市面上生产带制冷同轴激光器的封装结构大部分都是利用金属结构件完成支撑与导热,利用机械结构或反射镜使光路同轴的封装结构。在波长控制方面,利用在激光器芯片附近放置热敏电阻(NTC),在外壳内放置半导体制冷片(TEC)以建立控温功能。上述结构在波长控制上存在共同的波长漂移问题,表现出来的现象就是控温回路工作正常,但激光器发射波长在小范围内随着外界温度变化。在封装结构确定后,当环境温度变化时,激光器内外部热量交换有三条通道:
A、外壳上的金属引线与芯片间的金丝热传导;
B、外壳与内部芯片之间的填充气体对流;
C、外壳内壁与芯片间热辐射。
上述三条通道之间对于热交换贡献的权重会根据不同封装结构而不同。但由于热敏电阻体积通常比激光器更大,同时激光器需要在外壳里居中,以保证光路,导致无论热敏电阻放在何处,都会比激光器距离外壳内壁更近,从而导致三条通道中热敏电阻均比激光器更快完成热交换,因此热敏电阻将比激光器对外界温度的变化表现得更敏感。当环境温度变化时,首先导致热敏电阻自身温度变化,此时控温电路介入修正后,将导致激光器温度发生漂移。
实用新型内容
本实用新型提供一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,用于解决热敏电阻比激光器对外界温度的变化表现得更敏感。当环境温度变化时,首先导致热敏电阻自身温度变化,此时控温电路介入修正后,将导致激光器温度发生漂移的技术问题。
为了达到上述目的,本实用新型通过下述技术方案实现:一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,该一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构包括壳体、吸热组件、激光器、热敏电阻以及反射镜。壳体具有容置腔,壳体与温控电路电连接。吸热组件安装在容置腔内。激光器安装在吸热组件上,并通过吸热组件与壳体电连接,激光器用于发射激光。热敏电阻安装在吸热组件上,并通过吸热组件与壳体电连接,且位于激光器的一侧。吸热组件用于吸收容置腔内的热量和向容置腔内排出热量。反射镜,安装在热敏电阻远离吸热组件的一侧上,并位于激光器的一侧。反射镜用于向壳体外反射激光器发出的激光。
通过上述结构,本实用新型提供的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构能够降低热敏电阻与壳体内壁之间的热辐射交换,进而降低外界温度对热敏电阻的影响。具体地,在外界温度发生变化时,由于热敏电阻远离吸热组件的侧面被反射镜盖设,从而减小了热敏电阻与壳体内壁之间的辐射热交换的面积,进而降低了热敏电阻与壳体之间的辐射热交换。综上从而使得激光器会首先被外界温度变化影响进而发生温度变化。当外界温度发生变化时激光器上大部分热量被吸热组件吸收,少部分热量通过吸热组件传递给热敏电阻,进而使得热敏电阻温度发生变化。控温电路检测到热敏电阻温度发生变化后介入,改变吸热组件的工作电流,以调节吸热组件吸热或放热,进而使得内部温度稳定。
可选地,吸热组件包括制冷件和基板。制冷件具有制冷面,制冷件远离制冷面的端面安装在容置腔的内壁上。制冷件上具有两个电极片,两个电极片分别与壳体电连接。基板安装在制冷面上,激光器安装在基板上,并通过基板与壳体电连接,热敏电阻安装在制冷面上,并与制冷面电连接,且位于基板的一侧,热敏电阻、制冷面通过基板与壳体电连接,制冷面用于吸收容置腔内的热量和向容置腔内排出热量。
可选地,基板包括安装板、第一电极组和第二电极组。安装板安装在制冷面上。第一电极组安装在安装板远离壳体的端面上,并与壳体电连接。激光器安装在第一电极组上,并通过第一电极组与壳体电连接。第二电极组安装在安装板远离壳体的端面上,并与壳体电连接。第二电极组位于第一电极组与热敏电阻之间,热敏电阻和制冷件通过第二电极组与壳体电连接。这样的设计使得激光器和热敏电阻分别通过不同的电极与壳体电连接,从而避免热敏电阻与激光器与同一电极电连接,以引入噪音使得激光器无法正常工作的情况的发生。
可选地,第一电极组包括阴极焊盘和阳极焊盘。阴极焊盘安装在安装板远离壳体的端面上,并与壳体电连接,激光器安装在阴极焊盘上,并与阴极焊盘电连接。阳极焊盘安装在安装板远离壳体的端面上,并与壳体电连接。激光器与阳极焊盘电连接,阴极焊盘与阳极焊盘分别位于安装板的相对两侧,阴极焊盘在安装板上的垂直投影面积大于阳极焊盘在安装板上的垂直投影。
可选地,第二电极组包括两个转接电极。两个转接电极安装在安装板远离壳体的端面上,并分别与壳体电连接,两个转接电极分别位于通过激光器和热敏电阻的直线的相对两侧,任一转接电极位于阳极焊盘与热敏电阻之间,热敏电阻通过任一转接电极与壳体电连接,另一转接电极位于阴极焊盘与热敏电阻之间,制冷面通过另一转接电极与壳体电连接。
可选地,一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构还包括表面镀金电极,表面镀金电极套设在反射镜外,并远离激光器,表面镀金电极朝向热敏电阻的一侧安装在热敏电阻上,并与热敏电阻电连接,镀金电极远离热敏电阻的一侧与任一转接电极电连接。
可选地,反射镜呈四棱柱,反射镜的横截面为直角梯形,反射镜靠近激光器的一端具有反射斜面,反射斜面朝向激光器,以反射激光器所发射出的激光。
可选地,反射斜面与安装板远离壳体的端面所呈的夹角为45°。
可选地,一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构还包括连接件。表面镀金电极与任一转接电极之间通过连接件电连接,制冷面与另一转接电极之间通过连接件电连接,两个转接电极与壳体之间通过连接件电连接,阴极焊盘与壳体之间通过连接件电连接,阳极焊盘与壳体之间通过连接件电连接,阳极焊盘与激光器之间通过连接件电连接,两个电极片与壳体之间通过连接件电连接。这样设计当壳体通过连接件进行热传导时,壳体与激光器之间热交换路径,短于壳体与热敏电阻之间的热交换路径。
可选地,壳体包括底板、外壳和至少三组引线。制冷件安装在底板上。外壳套设在底板外,并与底板围设形成容置腔。至少三组引线的一端位于容置腔内,至少三组引线的另一端穿过底板位于容置腔外。并用于与温控电路电连接,每组引线为相互平行的两个,每组引线均分别位于制冷件的相对两侧,至少三组引线沿激光器和反射镜间的连线的延伸方向排布。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构的结构示意图;
图2为图1中A方向上的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构的结构示意图;
图3为沿图2中B-B路径进行剖切后得到的剖视图;
图4为图3中C处的放大图;
图5为本实用新型实施例提供的基板的结构示意图;
图6为本实用新型实施例提供的反射镜的结构示意图;
图7为本实用新型实施例提供的安装连接件后的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构的结构示意图;
图8为本实用新型实施例提供的壳体的结构示意图;
图9为本实用新型实施例提供的制冷件的结构示意图。
图中:
1-壳体;11-底板;12-外壳;13-引线;2-吸热组件;21-制冷件;211-制冷面;212-电极片;213-黄金片;22-基板;221-安装板;222-第一电极组;2221-阴极焊盘;2222-阳极焊盘;223-第二电极组;2231-第一转接电极;2232-第二转接电极;224-预置焊料;3-连接件;4-激光器;5-热敏电阻;6-反射镜;61-表面镀金电极;62-反射斜面。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述,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申请的限制。
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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例
在封装结构确定后,当环境温度变化时,激光器内外部热量交换有三条通道:
A、外壳上的金属引线与芯片间的金丝热传导;
B、外壳与内部芯片之间的填充气体对流;
C、外壳内壁与芯片间热辐射。
上述三条通道之间对于热交换贡献的权重会根据不同封装结构而不同。但由于热敏电阻体积通常比激光器更大,同时激光器需要在外壳里居中,以保证光路,导致无论热敏电阻放在何处,都会比激光器距离外壳内壁更近,从而导致三条通道中热敏电阻均比激光器更快完成热交换,因此热敏电阻将比激光器对外界温度的变化表现得更敏感。当环境温度变化时,首先导致热敏电阻自身温度变化,此时控温电路介入修正后,将导致激光器温度发生漂移。
为了解决上述技术问题,本实施例提供一种低温漂带制冷同轴激光器4封装结构,该一种低温漂带制冷同轴激光器4封装结构包括壳体1、吸热组件2、激光器4、热敏电阻5以及反射镜6。
其中激光器4为半导体激光器4又称激光二极管,是用半导体材料作为工作物质的激光器4。其可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流。在二极管的PN结两侧电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时,一旦经过已发射的电子的空穴对附近,就能激励二者复合,从而产生新光子,这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大,则会形成和热平衡状态相反的载流子分布,即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下,少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射,造成选频谐振正反馈,或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时,就可从PN结发出具有良好谱线的相干光即激光。通过上述原理激光器4向壳体1内提供激光。
其中反射镜6采用钼或融石英或无氧铜或单晶硅制造。
需要说明的是热敏电阻5为NTC(Negative Temperature CoeffiCient)热敏电阻5。其与温度值反相关,即温度升高时,热敏电阻5的电阻下降,温度降低时,热敏电阻5的阻值增大。
如图1所示壳体1具有容置腔,壳体1与温控电路电连接。吸热组件2安装在容置腔内。激光器4安装在吸热组件2上,并通过吸热组件2与壳体1电连接,激光器4用于发射激光。热敏电阻5安装在吸热组件2上,并通过吸热组件2与壳体1电连接,且位于激光器4的一侧。吸热组件2用于吸收容置腔内的热量和向容置腔内排出热量。反射镜6安装在热敏电阻5远离吸热组件2的一侧上,并位于激光器4的一侧。反射镜6用于向壳体1外反射激光器4发出的激光。
需要说明的是温控电路为亚德诺投资有限公司(ADI)生产的ADN8834超紧凑1.5A热电冷却器(TEC)控制器。该温控电路可以包括线性功率级、脉冲宽度调制(PWM)功率级和两个零点漂移、轨到轨运算放大器。线性控制器采用PWM驱动器工作,在H桥配置下控制内部功率MOSFET。通过测量热传感器反馈电压,并使用集成运算放大器作为比例-积分-微分(PID)补偿器来调理信号,ADN8834通过TEC驱动电流,将连接至TEC模块的激光二极管或无源组件的温度建立至可编程的目标温度。ADN8834支持负温度系数(NTC)热敏电阻5以及正温度系数(PTC)电阻温度检测器(RTD)。目标温度设置为数模转换器(DAC)或外部电阻分压器的模拟电压输入。ADN8834温度控制环路利用内置零漂移斩波放大器通过PID补偿方式实现稳定。内部2.50V基准电压提供精确的1%输出,用于热敏电阻5温度检测电桥和分压器网络偏置,从而在加热和冷却模式下对最大TEC电流和电压限值进行编程。它利用零点漂移斩波放大器,通过自动模拟温度控制环路可维持极佳的长期温度稳定性。
通过上述结构,本实施例提供的一种低温漂带制冷同轴激光器4封装结构,该一种低温漂带制冷同轴激光器4封装结构能够降低热敏电阻5与壳体1内壁之间的热辐射交换,进而降低外界温度对热敏电阻5的影响。具体地,在外界温度发生变化时,由于热敏电阻5远离吸热组件2的侧面被反射镜6盖设,从而减小了热敏电阻5与壳体1内壁之间的辐射热交换的面积,进而降低了热敏电阻5与壳体1之间的辐射热交换。同时激光器4发射出激光后,激光会经由反射镜6反射后才与壳体1同轴的射出壳体1。所以激光器4的安装位置可以向靠近壳体1内壁的方向移动。综上从而使得激光器4会首先被外界温度变化影响进而发生温度变化。当外界温度发生变化时激光器4上大部分热量被吸热组件2吸收,少部分热量通过吸热组件2传递给热敏电阻5,进而使得热敏电阻5温度发生变化。控温电路检测到热敏电阻5温度发生变化后介入,改变吸热组件2的工作电流,以调节吸热组件2吸热或放热,进而使得内部温度稳定。
基于上述基础,为了使得吸热组件2能够吸收容置腔内的热量和向容置腔内排出热量。如图3所示吸热组件2还可以包括制冷件21和基板22。
其中制冷件21为半导体制冷器(Thermoelectric cooler)是指利用半导体的热-电效应制取冷量的器件,又称热电制冷器。其采用重掺杂的N型和P型的碲化铋以及两块陶瓷电极制造,碲化铋元件采用电串联,并且是并行发热。半导体制冷器包括一些P型和N型对(组),它们通过电极连在一起,并且夹在两个陶瓷电极之间。当有电流从半导体制冷器流过时,电流产生的热量会从半导体制冷器的一侧传到另一侧,在半导体制冷器上产生“热”侧和“冷”侧,(即珀尔帖效应:当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时,其一端吸热,一端放热的现象)这就是半导体制冷器的加热与制冷原理。
如图9所示制冷件21具有制冷面211,制冷件21远离制冷面211的端面通过共晶工艺或者高导热银胶粘接工艺安装在容置腔的内壁上。如图9所示制冷件21上具有两个电极片212,两个电极片212分别与壳体1电连接。基板22通过共晶工艺或者高导热银胶粘接工艺安装在制冷面211上。激光器4共晶工艺焊接在基板22上,并通过基板22与壳体1电连接。
如图9所示制冷面211上镀设有黄金片213,上述黄金厚度应在1um左右。热敏电阻5通过高导热银胶粘接工艺安装在黄金片213上,并与黄金电连接,且位于基板22的一侧,热敏电阻5、制冷面211通过基板22与壳体1电连接,制冷面211用于吸收容置腔内的热量和向容置腔内排出热量。
基于上述基础,为了使得激光器4和热敏电阻5分别通过不同的电极与壳体1电连接,从而避免热敏电阻5与激光器4与同一电极电连接,以引入噪音使得激光器4无法正常工作的情况的发生。如图5所示基板22包括安装板221、第一电极组222和第二电极组223。
需要说明的是安装板221为采用氮化铝陶瓷制造,其导热系数为170左右。
安装板221安装在制冷面211上。第一电极组222安装在安装板221远离壳体1的端面上,并与壳体1电连接。激光器4安装在第一电极组222上,并通过第一电极组222与壳体1电连接。第二电极组223安装在安装板221远离壳体1的端面上,并与壳体1电连接。第二电极组223位于第一电极组222与热敏电阻5之间,热敏电阻5和制冷件21通过第二电极组223与壳体1电连接
基于上述基础,为了使得激光器4能安装在第一电极组222上。如图5所示第一电极组222包括阴极焊盘2221和阳极焊盘2222。阴极焊盘2221安装在安装板221远离壳体1的端面上,并与壳体1电连接。如图7所示激光器4的阴极通过共晶工艺焊接安装在阴极焊盘2221上,从而与阴极焊盘2221电连接。阳极焊盘2222安装在安装板221远离壳体1的端面上,并与壳体1电连接。激光器4与阳极焊盘2222电连接,阴极焊盘2221与阳极焊盘2222分别位于安装板221的相对两侧,阴极焊盘2221在安装板221上的垂直投影面积大于阳极焊盘2222在安装板221上的垂直投影。以使得激光器4能更容易的安装在阴极焊盘2221上。需要说明的是,在焊接前如图5所示阴极焊盘2221上放置有预置焊料224,以为激光器4的焊接提供焊材,上述预置焊料224为金锡混合物,其金锡比例可以为80:20,预置焊料224厚度应在4-8um范围内。
基于上述基础。第二电极组223包括两个转接电极。两个转接电极均安装在安装板221远离壳体1的端面上,并分别与壳体1电连接,两个转接电极分别位于通过激光器4和热敏电阻5的直线的相对两侧。以下为了便于描述,将两个转接电极分别命名为第一转接电极2231和第二转接电极2232。第一转接电极2231位于阳极焊盘2222与热敏电阻5之间,热敏电阻5通过第一转接电极2231与壳体1电连接,第二转接电极2232位于阴极焊盘2221与热敏电阻5之间,黄金片213通过第二转接电极2232与壳体1电连接。
基于上述基础。如图6所示一种低温漂带制冷同轴激光器4封装结构还包括表面镀金电极61,表面镀金电极61套设在反射镜6外,并远离激光器4,表面镀金电极61朝向热敏电阻5的一侧通过高导热银胶粘接工艺安装在热敏电阻5上,并与热敏电阻5电连接,如图7所示镀金电极远离热敏电阻5的一侧与第一转接电极2231电连接。
基于上述基础。如图6所示反射镜6呈四棱柱,反射镜6的纵向横截面呈直角梯形,反射镜6靠近激光器4的一端具有反射斜面62,如图3所示反射斜面62朝向激光器4,以反射激光器4所发射出的激光。
基于上述基础。如图4所示反射斜面62与安装板221远离壳体1的端面所呈的夹角α为45°
基于上述基础,为了使得壳体1通过连接件3进行热传导时,壳体1与激光器4之间热交换路径,短于壳体1与热敏电阻5之间的热交换路径。如图7所示一种低温漂带制冷同轴激光器4封装结构还包括连接件3。表面镀金电极61与第一转接电极2231之间通过连接件3电连接,制冷面211与第二转接电极2232之间通过连接件3电连接,两个转接电极与壳体1之间通过连接件3电连接,阴极焊盘2221与壳体1之间通过连接件3电连接,阳极焊盘2222与壳体1之间通过连接件3电连接,阳极焊盘2222与激光器4之间通过连接件3电连接,两个电极片212与壳体1之间通过连接件3电连接。
需要说明的是连接件3为采用黄金制造的直径为25um的金丝。其通过金丝键合工艺与上述部件相连接。
这样,当外界温度发生变化时,壳体1通过壳体1与第一转接电极2231件间的连接件3、第一转接电极2231、第一转接电极2231与表面镀金电极61间的连接件3、表面镀金电极61,或是通过壳体1与第二转接电极2232件间的连接件3、第二转接电极2232、第二转接电极2232与黄金片213间的连接件3、黄金片213与热敏电阻5进行热量交换。壳体1通过壳体1与阳极焊盘2222间的连接件3、阳极焊盘2222、阳极焊盘2222与激光器4阳极间的连接件3,或通过壳体1与阴极焊盘2221间的连接件3、阴极焊盘2221与激光器4进行热量交换。综上壳体1与激光器4之间热交换路径,短于壳体1与热敏电阻5之间的热交换路径。
更优地,如图7所示可以通过增加壳体1与阳极焊盘2222间的连接件3、阳极焊盘2222与激光器4阳极间的连接件3、壳体1与阴极焊盘2221间的连接件3的数量,以增加激光器4与壳体1的热交换。
基于上述基础。如图8所示壳体1包括底板11、外壳12和三组引线13。制冷件21安装在底板11上。外壳12套设在底板11外,并与底板11围设形成容置腔。如图2所示三组引线13的一端位于容置腔内,三组引线13的另一端穿过底板11位于容置腔外。并用于与温控电路电连接,每组引线13为相互平行的两个,每组引线13均分别位于制冷件21的相对两侧,三组引线13沿激光器4和反射镜6间的连线的延伸方向排布。三组引线13通过连接件3分别与第一电极组222、第二电极组223以及两个电极片212电连接。
综上,在外界温度发生变化时,由于热敏电阻5远离吸热组件2的侧面被反射镜6盖设,从而减小了热敏电阻5与壳体1内壁之间的辐射热交换的面积,进而降低了热敏电阻5与壳体1之间的辐射热交换。同时激光器4发射出激光后,激光会经由反射镜6反射后才与壳体1同轴的射出壳体1。所以激光器的安装位置可以向靠近壳体1内壁的方向移动。壳体1通过壳体1与第一转接电极2231件间的连接件3、第一转接电极2231、第一转接电极2231与表面镀金电极61间的连接件3、表面镀金电极61,或是通过壳体1与第二转接电极2232件间的连接件3、第二转接电极2232、第二转接电极2232与黄金片213间的连接件3、黄金片213与热敏电阻5进行热量交换。壳体1通过壳体1与阳极焊盘2222间的连接件3、阳极焊盘2222、阳极焊盘2222与激光器4阳极间的连接件3,或通过壳体1与阴极焊盘2221间的连接件3、阴极焊盘2221与激光器4进行热量交换。以使得壳体1与激光器4之间热交换路径,短于壳体1与热敏电阻5之间的热交换路径。综上从而使得激光器4会首先被外界温度变化影响进而发生温度变化。当外界温度发生变化时激光器4上热量通过阳极焊盘2222和阴极焊盘2221传递给安装板221,安装板221上大部分热量被制冷件21吸收,少部分热量分别通过第一转接电极2231、第一转接电极2231与表面镀金电极61间的连接件3、表面镀金电极61这一路径和第二转接电极2232、第二转接电极2232与黄金片213间的连接件3、黄金片213这一路径与热敏电阻5进行热量交换。进而使得热敏电阻5温度发生变化。控温电路检测到热敏电阻5温度发生变化后介入,改变吸热组件2的工作电流,以调节吸热组件2吸热或放热,进而使得内部温度稳定。
由上述可知,当外界温度变化通过外壳12热辐射导致壳内元件温度变化时,会优先导致激光器4发生变化,然后通过材料热传导引起热敏电阻5温度变化,最后通过控温电路感知其变化后引起制冷器工作,进而消除此温漂。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型记载的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,包括:
壳体,具有容置腔,所述壳体与温控电路电连接;
吸热组件,安装在所述容置腔内,并与所述壳体电连接;
激光器,安装在所述吸热组件上,并通过所述吸热组件与所述壳体电连接,所述激光器用于发射激光;
热敏电阻,安装在所述吸热组件上,并通过所述吸热组件与所述壳体电连接,且位于所述激光器的一侧,所述吸热组件用于吸收所述容置腔内的热量和向所述容置腔内排出热量;
反射镜,安装在所述热敏电阻远离所述吸热组件的一侧上,并位于所述激光器的一侧,所述反射镜用于向所述壳体外反射所述激光器发出的激光。
2.根据权利要求1所述的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,所述吸热组件包括:
制冷件,具有制冷面,所述制冷件远离所述制冷面的端面安装在所述容置腔的内壁上,所述制冷件上具有两个电极片,所述两个电极片分别与所述壳体电连接;
基板,安装在所述制冷面上,所述激光器安装在所述基板上,并通过所述基板与所述壳体电连接,所述热敏电阻安装在所述制冷面上,并与所述制冷面电连接,且位于所述基板的一侧,所述热敏电阻、所述制冷面通过所述基板与所述壳体电连接,所述制冷面用于吸收所述容置腔内的热量和向所述容置腔内排出热量。
3.根据权利要求2所述的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,所述基板包括:
安装板,安装在所述制冷面上;
第一电极组,安装在所述安装板远离所述壳体的端面上,并与所述壳体电连接,所述激光器安装在所述第一电极组上,并通过所述第一电极组与所述壳体电连接;
第二电极组,安装在所述安装板远离所述壳体的端面上,并与所述壳体电连接,所述第二电极组位于所述第一电极组与所述热敏电阻之间,所述热敏电阻和所述制冷面通过所述第二电极组与所述壳体电连接。
4.根据权利要求3所述的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,所述第一电极组包括:
阴极焊盘,安装在所述安装板远离所述壳体的端面上,并与所述壳体电连接,所述激光器安装在所述阴极焊盘上,并与所述阴极焊盘电连接;
阳极焊盘,安装在所述安装板远离所述壳体的端面上,并与所述壳体电连接,所述激光器与所述阳极焊盘电连接,所述阴极焊盘与所述阳极焊盘分别位于所述安装板的相对两侧,所述阴极焊盘在所述安装板上的垂直投影面积大于所述阳极焊盘在所述安装板上的垂直投影。
5.根据权利要求4所述的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,所述第二电极组包括:
两个转接电极,安装在所述安装板远离所述壳体的端面上,并分别与所述壳体电连接,所述两个转接电极分别位于通过所述激光器和所述热敏电阻的直线的相对两侧,任一所述转接电极位于所述阳极焊盘与所述热敏电阻之间,所述热敏电阻通过任一所述转接电极与所述壳体电连接,另一所述转接电极位于所述阴极焊盘与所述热敏电阻之间,所述制冷面通过另一所述转接电极与所述壳体电连接。
6.根据权利要求5所述的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,还包括:
表面镀金电极,套设在所述反射镜外,并远离所述激光器,所述表面镀金电极朝向所述热敏电阻的一侧安装在所述热敏电阻上,并与所述热敏电阻电连接,所述镀金电极远离所述热敏电阻的一侧与任一所述转接电极电连接。
7.根据权利要求6所述的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,所述反射镜呈四棱柱,所述反射镜的横截面为直角梯形,所述反射镜靠近所述激光器的一端具有反射斜面,所述反射斜面朝向所述激光器,以反射所述激光器所发射出的激光。
8.根据权利要求7所述的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,所述反射斜面与所述安装板远离壳体的端面所呈的夹角为45°。
9.根据权利要求6所述的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,还包括:
连接件,所述表面镀金电极与任一所述转接电极之间通过所述连接件电连接,所述制冷面与另一所述转接电极之间通过所述连接件电连接,所述两个转接电极与所述壳体之间通过所述连接件电连接,所述阴极焊盘与所述壳体之间通过所述连接件电连接,所述阳极焊盘与所述壳体之间通过所述连接件电连接,所述阳极焊盘与所述激光器之间通过所述连接件电连接,所述两个电极片与所述壳体之间通过所述连接件电连接。
10.根据权利要求8或9所述的一种低温漂带制冷同轴激光器封装结构,其特征在于,所述壳体包括:
底板,所述制冷件安装在所述底板上;
外壳,套设在所述底板外,并与所述底板围设形成所述容置腔;
至少三组引线,一端位于所述容置腔内,所述至少三组引线的另一端穿过所述底板位于所述容置腔外,并用于与温控电路电连接,每组所述引线为相互平行的两个,每组所述引线均分别位于所述制冷件的相对两侧,所述至少三组引线沿所述激光器和所述反射镜间的连线的延伸方向排布。
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