CN2938492Y - 一种基于气体吸收线的稳频激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于气体吸收线的稳频激光器，由激光器、光纤、管壳、制冷器TEC及热沉、热敏电阻、管脚、探测器、参考气室、透镜组成，光纤放置在激光器的前向输出口，激光器焊接固定在带有制冷器TEC的热沉上，热敏电阻固定在管壳内，透镜放置在热沉与参考气室之间，探测器放置在参考气室另一端，然后依次将透镜、气室和探测器固定在管壳内，并将制冷器TEC及热沉、热敏电阻、激光器、探测器的电极引线与分配好的管脚相连。本实用新型的封装结构能充分利用标准封装管壳内的多余空间，将参考气室安装在管壳内部，结构紧凑，大大缩小整体的体积，可用于小型化的激光气体检测仪器及需要标准波长的场合，具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于气体吸收线的稳频激光器。
背景技术
半导体激光器的输出波长随着温度的变化会变化，而且随着器件的老化也会漂移。虽然人们设计了各种稳定激光频率的方法，但最精确的还是利用气体的吸收线。在激光气体检测方案中，利用气体吸收线进行频率稳定，能使激光器输出频率更准确地固定在待测气体的吸收峰位置，从而保证不会误测其它气体。在现有的激光气体检测方法中，一般采用的方法是，将激光器前向输出通过耦合器分成两束光，一束光通过待测气体进行检测；另一束光通过标准气室对激光器进行稳频控制。这样一方面前向输出功率有所降低；另一方面设备体积因此而增大。由于激光器实际上在前向输出的同时总有后向输出，所以后向输出没有充分利用。小型化、低成本的稳频激光器是激光气体检测装置中最关键的一部分。
发明内容
本实用新型的目的为了克服现有技术存在的不足，而提供一种利用成熟半导体光电器件的封装技术，将激光器稳频所必需的参考气室及其它附加光路与激光器紧凑封装在一起的稳频激光器。
本实用新型实际上是利用现有半导体激光器封装结构中，管壳内的空间并未充分利用的特点，将参考气室也安装到激光器管壳内。在半导体激光器的蝶形管壳内，激光器的前向输出一般通过光纤耦合出去，也可根据需要采用准直透镜将光束准直后直接输出。制冷器TEC及热沉、热敏电阻用来对激光器进行温度测量和控制，这些元件的电极以及激光器、探测器都通过管壳管脚与外电路连接。根据气体不同，设计好气室长度后，将标准气体密封进参考气室。参考气室两端面要采用光学透明玻璃，并根据需要镀上增透膜，以减小反射激光对探测结果的影响。再根据激光器和探测器的距离设计透镜的焦距，使激光器后向输出光经参考气室后更有效地耦合进探测器。透镜也应根据需要镀上增透膜。然后依次将透镜、气室和探测器固定在管壳内。将各元件电极引线与各分配好的管脚相连。最后将管壳封盖。这样封装好的器件使用起来相当方便，可以直接通过外部电路实现激光器的波长锁定，体积和普通通信用激光器一样大小。
对于一些吸收系数大的气体，可以先将探测器用透镜及同轴封装形式TO-CAN管体封装，并将管芯电极引到管脚，再将标准气体封进TO-CAN管体内，这样得到一个标准TO-CAN封装大小的带气室的探测器。这个探测器可以直接安装在蝶形管壳内，与激光器后向输出激光耦合。同样可以得到体积和普通通信用激光器一样大小的稳频激光器。对于某些吸收系数小的气体，如果气室长度太长，可以将后向输出激光导引出去，再通过光纤与气室和探测器耦合。
本实用新型的技术效果是，充分利用了器件内部的多余空间，将参考气室集成到激光器管壳内，使得器件整体结构紧凑；而且封装工艺简单，器件封装材料容易获得，成本较低。本实用新型的优势还在于，由于管壳内部温度是受控的，在气室里面的标准气体温度也可以得到控制，这样参考气室里的标准气体不会受到外部环境温度的影响，更有利于波长的精确锁定。
附图说明
图1是本实用新型的带单独气室的稳频激光器结构示意图。
图2是本实用新型的带TO-CAN气室的稳频激光器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
本实用新型的装置如图1所示，包括封装管壳3，用于激光器控温的带制冷器TEC的热沉4、热敏电阻5，激光器管芯1，后向光路用的透镜9、参考气室8、探测器7，前向输出光纤2也可以根据需要改换成准直透镜。
实施例1：在如图1所示的蝶形封装，首先将激光器管芯1焊接固定在热沉4上，然后根据一般的安装工艺将制冷器TEC及热沉4、热敏电阻5固定在管壳3内，制冷器TEC及热沉4、热敏电阻5用来对激光器进行温度测量和控制，将这些元件的电极以及激光器管芯1电极都通过打线工艺连接到分配好到管壳管脚6上。之后按照正常的半导体激光器光纤耦合工艺，将激光器的前向输出通过光纤2耦合出去；也可根据需要采用准直透镜将光束准直后直接输出。
根据气体不同设计好气室长度后，将标准气体密封进参考气室8。参考气室8两端面要采用光学透明玻璃。再根据激光器和探测器的距离设计透镜9的焦距，使激光器后向输出光经参考气室后更有效地耦合进探测器7。然后依次将透镜9、气室8和探测器7固定在管壳内。将探测器电极引线与分配好的管脚6相连。最后将管壳3封盖。这样封装好的器件使用起来相当方便，可以直接通过外部电路实现激光器的波长锁定，体积和普通通信用激光器一样大小。
实施例2：如图2，对于一些吸收系数大的气体，可以先将探测器7贴装到带透镜9的同轴封装形式TO-CAN管体8内，并将探测器7电极引到管脚10，再将标准气体封进TO-CAN管体8内，这样得到一个标准TO-CAN封装大小的带气室的探测器。这个探测器可以直接安装在蝶形管壳3内，与激光器后向输出激光耦合。同样可以得到体积和普通通信用激光器一样大小的稳频激光器。
Claims (4)
1、一种基于气体吸收线的稳频激光器，由激光器管芯、光纤、管壳、制冷器TEC及热沉、热敏电阻、管脚、探测器、参考气室、透镜组成，光纤放置在激光器的前向输出口，其特征在于：激光器管芯焊接固定在带有制冷器TEC的热沉上，热敏电阻固定在管壳内，透镜放置在热沉与参考气室之间，探测器放置在参考气室另一端，然后依次将透镜、气室和探测器固定在管壳内，并将制冷器TEC及热沉、热敏电阻、激光器管芯、探测器的电极引线与分配好的管脚相连。
2、根据权利要求1所述的稳频激光器，其特征在于：透镜的焦距能使激光器后向输出光经参考气室后能耦合进探测器。
3、根据权利要求1所述的稳频激光器，其特征在于：参考气室两端面用光学透明玻璃。
4、根据权利要求1所述的稳频激光器，其特征在于：所述参考气室为同轴封装形式T0-CAN管体，探测器直接固定在管壳内，并将电极引出管脚，并与激光器后向输出激光耦合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200620098150 CN2938492Y (zh) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | 一种基于气体吸收线的稳频激光器 |
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| CN 200620098150 CN2938492Y (zh) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | 一种基于气体吸收线的稳频激光器 |
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| CN2938492Y true CN2938492Y (zh) | 2007-08-22 |
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| CN (1) | CN2938492Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103887708A (zh) * | 2014-03-04 | 2014-06-25 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 具有功率监测的光纤耦合垂直腔面发射激光器 |
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2006
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