RU2201024C2 - Optical transmitting module - Google Patents

Optical transmitting module Download PDF

Info

Publication number
RU2201024C2
RU2201024C2 RU2001101129/28A RU2001101129A RU2201024C2 RU 2201024 C2 RU2201024 C2 RU 2201024C2 RU 2001101129/28 A RU2001101129/28 A RU 2001101129/28A RU 2001101129 A RU2001101129 A RU 2001101129A RU 2201024 C2 RU2201024 C2 RU 2201024C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fastening
optical
module
cylindrical lens
radiation
Prior art date
Application number
RU2001101129/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001101129A (en
Inventor
М.Ш. Кобякова
М.Р. Гордова
В.П. Коняев
А.В. Кузнецов
Н.Н. Чуковский
И.В. Крюкова
В.А. Симаков
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт "Полюс"
Кобякова Марина Шалвовна
Гордова Марина Романовна
Коняев Вадим Павлович
Кузнецов Андрей Владимирович
Чуковский Николай Николаевич
Крюкова Ирина Васильевна
Симаков Владимир Александрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт "Полюс", Кобякова Марина Шалвовна, Гордова Марина Романовна, Коняев Вадим Павлович, Кузнецов Андрей Владимирович, Чуковский Николай Николаевич, Крюкова Ирина Васильевна, Симаков Владимир Александрович filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт "Полюс"
Priority to RU2001101129/28A priority Critical patent/RU2201024C2/en
Publication of RU2001101129A publication Critical patent/RU2001101129A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2201024C2 publication Critical patent/RU2201024C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: communications engineering; optical communication systems important for laser-process and medical equipment, instrumentation, and the like. SUBSTANCE: optical transmitting module has optical elements matched with angular divergence of injection laser output beam. They are secured in unique fixation area which is continuously in contact with inner walls of case. Fixing members are universal and may be used for optical elements of all sizes. EFFECT: simplified design, facilitated adjustment of optical elements, easy assembly procedure, reduced manufacturing cost of module. 12 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Область техники
Изобретение относится к квантовой электронной технике, в частности к оптическим передающим модулям с инжекционным лазером как источником излучения.
Technical field
The invention relates to quantum electronic technology, in particular to optical transmitting modules with an injection laser as a radiation source.

Предшествующий уровень техники
В настоящее время известно большое число передающих оптических модулей (далее "модуль") [1-7], в которых предложены различные конструкции закрепления оптических элементов и инжекционного лазера в корпусе модуля.
State of the art
At present, a large number of transmitting optical modules (hereinafter referred to as the “module”) are known [1-7], in which various constructions of fixing optical elements and an injection laser in the module housing are proposed.

В известном модуле [1] предложено оптические элементы закреплять в металлических элементах крепления, соединяемых между собой резьбовыми соединениями. Различие в температурных коэффициентах линейного расширения (далее "ТКЛР") различных материалов деталей (например, элементов крепления, оптических элементов, корпуса и т.д.) таких соединений при механо-климатических нагрузках приводит к нестабильности получаемой выходной мощности модуля. In the known module [1] it is proposed that optical elements be fixed in metal fastening elements interconnected by threaded connections. The difference in the temperature coefficients of linear expansion (hereinafter “TKLR”) of various materials of parts (for example, fasteners, optical elements, housing, etc.) of such compounds under mechanical and climatic loads leads to instability of the obtained output power of the module.

В известном передающем оптическом модуле [2] в полупроводниковый элемент крепления вклеена коллимирующая линза на расстоянии 5...200 мкм от активной площадки инжекционного излучателя. Полупроводниковый элемент крепления соединен с помощью клеевой композиции с монтажной поверхностью инжекционного излучателя. In the known transmitting optical module [2], a collimating lens is glued into the semiconductor mounting element at a distance of 5 ... 200 μm from the active site of the injection emitter. The semiconductor mounting element is connected using an adhesive composition to the mounting surface of the injection emitter.

Известны конструкции передающих оптических модулей (например, [3-7], в которых инжекционный излучатель (например, лазер) и оптические элементы располагают на одной или нескольких монтажных поверхностях, закрепленных на едином основании корпуса. Крепление оптических элементов выполняют при помощи различных припоев, используя микропечи [3], либо различные клеевые композиции [4] . Для надежности юстировки и крепления в монтажных поверхностях выполняют, например, V-образные канавки [4-6] или углубления [7], повторяющие конфигурацию закрепляемых оптических элементов. В конструкциях [3-7] возможно достигнуть весьма малых изменений выходной мощности при механо-климатических нагрузках. There are known designs of transmitting optical modules (for example, [3-7], in which an injection emitter (for example, a laser) and optical elements are placed on one or several mounting surfaces fixed on a single housing base. The optical elements are mounted using various solders using micro-furnaces [3], or various adhesive compositions [4]. For reliability of alignment and fastening in mounting surfaces, for example, V-grooves [4-6] or recesses [7], repeating the configuration of fixed op ble elements. In the constructions [3-7] is possible to achieve very small changes in the output power during mechanical and climatic loads.

В тоже время до сих пор именно надежность конструктивного решения соединения лазерного диода с большим числом оптических элементов является наиболее трудно решаемой задачей при разработке прибора. Отсутствие надежности крепления и стабильности положения входящих элементов одних по отношению к другим приводит к невозможности получения требуемых параметров при работе прибора. At the same time, it is still precisely the reliability of the constructive solution for connecting a laser diode with a large number of optical elements that is the most difficult task to solve when developing the device. The lack of reliability of fastening and stability of the position of the input elements of one with respect to the other makes it impossible to obtain the required parameters during operation of the device.

Наиболее близким по решению поставленной задачи и технической сущности предложения является известный оптический передающий модуль [7], включающий инжекционный лазер, активная площадка которого оптически связана с линзой и с входным торцом градана, которые закреплены в крепежной области средства крепления. Средство крепления оптических элементов представляет собой закрепленные друг на друге платы. Инжекционный лазер установлен и закреплен на монтажной поверхности контактной пластины, установленной на микрохолодильнике. Платы и микрохолодильник установлены и закреплены на основании, которое крепится в корпусе модуля. Для крепления оптических элементов на монтажных поверхностях соответствующих плат выполнены углубления высокой точности, соответствующие конфигурации каждого данного оптического элемента: сферической линзы вблизи активной площадки инжекционного лазера, оптического изолятора и градана. В этом случае градан имеет продольную опору в нижней своей части. The closest to solving the problem and the technical essence of the proposal is the well-known optical transmitting module [7], which includes an injection laser, the active area of which is optically connected with the lens and the entrance end of the gradan, which are fixed in the mounting region of the mounting means. The means for attaching the optical elements is a board fixed to each other. The injection laser is mounted and mounted on the mounting surface of the contact plate mounted on the micro-refrigerator. The boards and micro-refrigerator are installed and fixed on the base, which is mounted in the module case. For mounting optical elements on the mounting surfaces of the respective boards, high-precision recesses are made that correspond to the configuration of each given optical element: a spherical lens near the active site of the injection laser, optical insulator, and gradan. In this case, the gradan has a longitudinal support in its lower part.

Выходные параметры оптического передающего модуля зависят от температурной стабильности всей конструкции оптического передающего модуля, включая узел крепления линзы относительно инжекционного лазера, а также от степени надежности крепления линзы и градана. The output parameters of the optical transmitting module depend on the temperature stability of the entire structure of the optical transmitting module, including the lens mount relative to the injection laser, as well as on the degree of reliability of the lens and gradan mount.

Известная конструкция [7] может обеспечить задаваемую достаточно хорошую стабильность вывода излучения, но достигается это высокоточным изготовлением полосковых углублений с жесткими допусками по размеру и высокоточным изготовлением большого числа деталей известной конструкции, подбором используемых материалов с близкими ТКЛР. Такая конструкция весьма сложна для практической реализации и дорогостояща. The known design [7] can provide a given fairly good stability of the output of radiation, but this is achieved by high-precision manufacturing of strip recesses with tight tolerances in size and high-precision manufacturing of a large number of parts of known design, selection of materials used with close TEC. This design is very difficult to implement and expensive.

Раскрытие изобретения
В основу изобретения поставлена задача создания оптического передающего модуля с повышенной стабилизацией его выходного излучения при сохранении дифракционной расходимости излучения лазерного диода с практически аксиально симметричной формой выходного пучка и с практическим отсутствием астигматизма, в том числе и при механо-климатических воздействиях, при значительном упрощении конструкции модуля в целом, упрощении процессов юстировки оптических элементов и сборки изделия, а также снижении затрат на производство модуля.
Disclosure of Invention
The basis of the invention is the task of creating an optical transmitting module with improved stabilization of its output radiation while maintaining the diffraction divergence of the laser diode radiation with an almost axially symmetric shape of the output beam and with a practical lack of astigmatism, including during mechanical and climatic influences, with a significant simplification of the module design in general, simplification of the alignment of optical elements and assembly of the product, as well as reducing the cost of manufacturing the module.

Поставленная техническая задача решается тем, что предложен оптический передающий модуль, включающий лазерный диод, на монтажной поверхности монтажной пластины которого закреплен полосковый одномодовый инжекционный лазер, оптические элементы, по крайней мере цилиндрическая линза и градан, оптически связанные с активной площадкой инжекционного лазера, фокус цилиндрической линзы находится на оптической оси модуля, причем абсолютная величина произведения угловой расходимости

Figure 00000002
, рад, излучения лазера в горизонтальной плоскости по уровню 0,5 и радиуса R, мкм, цилиндрической линзы выбрана удовлетворяющей условию
Figure 00000003
, а центр цилиндрической линзы установлен от упомянутой активной площадки на расстоянии не более фокусного.The stated technical problem is solved by the fact that the proposed optical transmitting module, including a laser diode, on the mounting surface of the mounting plate which is fixed strip single-mode injection laser, optical elements, at least a cylindrical lens and gradan, optically coupled to the active site of the injection laser, the focus of the cylindrical lens is on the optical axis of the module, and the absolute value of the product of the angular divergence
Figure 00000002
, glad, laser radiation in a horizontal plane at a level of 0.5 and a radius R, μm, of a cylindrical lens selected satisfying the condition
Figure 00000003
and the center of the cylindrical lens is installed from the mentioned active area at a distance of no more than the focal length.

Отличием являются неочевидное выявленное соотношение между величиной угловой расходимости

Figure 00000004
рад, в горизонтальной плоскости одномодового излучения лазерного диода полоскового инжекционного лазера и радиусом R выбранной цилиндрической линзы и ее расположение. Здесь использовано известное преобразование при помощи цилиндрической микролинзы в сочетании с градиентной оптикой пучка излучения лазерного диода с высокой эллиптичностью в аксиально симметричный пучок (пучок с малой эллиптичностью) при сохранении дифракционной расходимости излучения. Нижние пределы введенных условий ограничиваются требованиями получения дифракционной расходимости пучка излучения и технологическими возможностями изготовления и применения цилиндрических линз малого диаметра.The difference is the non-obvious revealed relationship between the value of the angular divergence
Figure 00000004
I am glad in the horizontal plane of the single-mode radiation of the laser diode of the strip injection laser and the radius R of the selected cylindrical lens and its location. Here we use the well-known transformation using a cylindrical microlens in combination with gradient optics of a laser diode beam with a high ellipticity into an axially symmetric beam (a beam with low ellipticity) while maintaining the diffraction divergence of the radiation. The lower limits of the introduced conditions are limited by the requirements for obtaining the diffraction divergence of the radiation beam and the technological capabilities of manufacturing and using cylindrical lenses of small diameter.

Поставленная техническая задача решается также тем, что лазерный диод имеет излучение с угловой расходимостью

Figure 00000005
, рад, в горизонтальной плоскости по уровню 0,5 в диапазоне от 0,1 рад до 0,2 рад, а цилиндрическая линза имеет диаметр не более 10 мкм. При этом достигается практически круглый выходной пучок излучения.The stated technical problem is also solved by the fact that the laser diode has radiation with an angular divergence
Figure 00000005
, glad in a horizontal plane at a level of 0.5 in the range from 0.1 rad to 0.2 rad, and a cylindrical lens has a diameter of not more than 10 microns. In this case, an almost round output beam of radiation is achieved.

Поставленная техническая задача решается тем, что предложен оптический передающий модуль, включающий следующее. Лазерный диод, на монтажной поверхности монтажной пластины которого закреплен полосковый одномодовый инжекционный лазер. Оптические элементы, по крайней мере цилиндрическая линза и градан, оптически связаны с активной площадкой инжекционного лазера, фокус цилиндрической линзы находится на оптической оси оптического передающего модуля, а центр цилиндрической линзы установлен от упомянутой активной площадки на расстоянии не более фокусного. Абсолютная величина произведения угловой расходимости

Figure 00000006
, рад, излучения лазерного диода в горизонтальной плоскости по уровню 0,5 и радиуса R, мкм, цилиндрической линзы выбрана удовлетворяющей условию
Figure 00000007
. Средство крепления выполнено из по крайней мере двух элементов крепления с параллельными плоскими торцевыми поверхностями и в каждом из них сформировано отверстие с диаметром по любому его поперечному сечению, по крайней мере превышающим апертуру пучка излучения. Элементы крепления соединены параллельными торцевыми поверхностями. Температурный коэффициент линейного расширения материала элементов крепления и температурный коэффициент линейного расширения материала цилиндрической линзы выбраны или равными, или отличными в пределах, не превышающих 1%. В упомянутом средстве крепления в его первом элементе крепления помещена цилиндрическая линза, входная торцевая поверхность первого элемента крепления закреплена на монтажной пластине лазерного диода, а в отверстии по меньшей мере одного другого элемента крепления закреплен градан, его входной торец размещен на заданном расстоянии от цилиндрической линзы и его ось совмещена с оптической осью оптического передающего модуля. Имеется корпус, в котором размещены по крайней мере лазерный диод, средство крепления с элементами крепления, оптические элементы, а также имеется компаунд, помещенный в местах крепления оптических элементов в элементах крепления, крепления последних друг с другом и с монтажной поверхностью лазерного диода и между средством крепления и внутренними стенками корпуса. Кроме того, имеется узел вывода излучения. Корпус герметизирован.The stated technical problem is solved by the fact that the proposed optical transmitting module, including the following. A laser diode, on the mounting surface of the mounting plate of which a strip single-mode injection laser is fixed. Optical elements, at least a cylindrical lens and gradan, are optically coupled to the active site of the injection laser, the focus of the cylindrical lens is on the optical axis of the optical transmitting module, and the center of the cylindrical lens is set to no more than the focal length from the said active site. The absolute value of the product of the angular divergence
Figure 00000006
, glad, the laser diode radiation in the horizontal plane at the level of 0.5 and the radius R, μm, of the cylindrical lens is selected satisfying the condition
Figure 00000007
. The fastening means is made of at least two fastening elements with parallel flat end surfaces and in each of them a hole is formed with a diameter in any of its cross section at least exceeding the aperture of the radiation beam. The fasteners are connected by parallel end surfaces. The temperature coefficient of linear expansion of the material of the fastening elements and the temperature coefficient of linear expansion of the material of the cylindrical lens are selected to be equal to or different in the range not exceeding 1%. In the aforementioned fastening means, a cylindrical lens is placed in its first fastening element, the input end surface of the first fastening element is fixed to the mounting plate of the laser diode, and a gradan is fixed in the hole of at least one other fastening element, its input end is placed at a predetermined distance from the cylindrical lens and its axis is aligned with the optical axis of the optical transmitting module. There is a housing in which at least a laser diode, mounting means with fastening elements, optical elements are placed, and there is also a compound placed in the places of fastening of optical elements in fastening elements, fastening the latter to each other and to the mounting surface of the laser diode and between the means fastenings and internal walls of the body. In addition, there is a node output radiation. The case is sealed.

Под "оптической осью оптического передающего модуля" (далее "модуль") понимается оптическая ось распространения лазерного пучка, лежащая в плоскости р-n перехода инжекционного лазера. Упомянутую плоскость иначе называют "горизонтальной плоскостью" или "плоскостью, параллельной излучающей полоске инжекционного лазера". "Вертикальной плоскостью" называется плоскость, перпендикулярная плоскости р-n перехода. Под средством крепления понимаются элементы крепления, соединенные друг с другом компаундом. Под крепежной областью понимается средство крепления и компаунд (помещенный в местах закрепления оптических элементов в элементах крепления, в местах соединения элементов крепления друг с другом), соединяющий наружные боковые стороны средства крепления с внутренними боковыми стенками корпуса. Понятия "компаунд", "клеевая композиция" и "клеевое вещество" равнозначны. Понятие "цилиндрическая линза" использовано для обозначения цилиндрической микролинзы, имеющей радиус, измеряемый в микронах. Понятие "градан" использовано для обозначения градиентной линзы. Понятие "узел вывода излучения" обозначает выполненные либо в крышке корпуса, либо в его стенке и т.д. либо окно для вывода излучения, либо втулку с оптическим волокном; возможны другие варианты выполнения узла вывода излучения. By “optical axis of an optical transmitting module” (hereinafter “module”) is meant an optical axis of propagation of a laser beam lying in the plane pn of the junction of the injection laser. The said plane is otherwise called a "horizontal plane" or "a plane parallel to the emitting strip of the injection laser." A “vertical plane" is a plane perpendicular to the plane of the pn junction. Under the means of fastening refers to fasteners connected to each other by a compound. By a mounting region is meant a fastening means and a compound (placed at the points of fastening of the optical elements in the fastening elements, at the places where the fastening elements are connected to each other) connecting the outer sides of the fastening means with the inner side walls of the housing. The terms “compound”, “adhesive composition” and “adhesive substance” are equivalent. The term "cylindrical lens" is used to denote a cylindrical microlens having a radius, measured in microns. The term "gradan" is used to denote a gradient lens. The concept of "radiation output unit" means made either in the housing cover or in its wall, etc. either a window for outputting radiation, or a sleeve with an optical fiber; other embodiments of the radiation output unit are possible.

Отличием являются неочевидное выявленное соотношение между величиной угловой расходимости

Figure 00000008
в горизонтальной плоскости излучения одномодового, полоскового инжекционного лазера и радиусом выбранной цилиндрической линзы, ее расположением, а также ее закрепление и закрепление других оптических элементов в неочевидных элементах крепления, выбор материалов цилиндрической линзы и элементов крепления (в отношении значений температурных коэффициентов линейного расширения (далее "ТКЛР") материалов), неочевидные предложенные средство крепления и созданная единая крепежная область между оптическими элементами и металлическим или керамическим корпусом. Именно гибкое конструктивное решение предложенных единообразных элементов крепления и всего средства крепления, а также использование единообразного крепежного материала (компаунда) позволили создать единую крепежную область с надежным закреплением оптических элементов различных размеров относительно излучающей полоски инжекционного лазера. Все это позволило при механо-климатических воздействиях повысить стабильность мощности выходного излучения модуля, сохранить дифракционную расходимость излучения инжекционного лазера, повысить стабильность создаваемой аксиально симметричной формы пучка при практическом отсутствии астигматизма. Предложенная крепежная область заполняет почти всю полость корпуса (кроме области распространения излучения) и имеет контакт с внутренними боковыми стенками корпуса в каждой точке, что обеспечивает равномерность передачи внешних напряжений и приводит при механо-климатических воздействиях к стабилизации положений оптических элементов относительно излучающей полоски на активной площадке инжекционного лазера.The difference is the non-obvious revealed relationship between the value of the angular divergence
Figure 00000008
in the horizontal plane of radiation of a single-mode, strip injection laser and the radius of the selected cylindrical lens, its location, as well as its fastening and fastening of other optical elements in non-obvious fasteners, the choice of materials for the cylindrical lens and fasteners (in relation to the values of the temperature coefficients of linear expansion (hereinafter " TKLR ") materials), non-obvious proposed means of fastening and created a single mounting area between the optical elements and the metal or ramicheskim body. It is the flexible constructive solution of the proposed uniform fastening elements and the entire fastening means, as well as the use of a uniform fastening material (compound) that made it possible to create a single fastening region with reliable fastening of optical elements of various sizes relative to the emitting strip of the injection laser. All this made it possible, under mechano-climatic influences, to increase the stability of the output radiation power of the module, to preserve the diffraction divergence of the radiation from the injection laser, and to increase the stability of the created axially symmetric beam shape with practically no astigmatism. The proposed mounting region fills almost the entire cavity of the casing (except for the radiation propagation region) and has contact with the inner side walls of the casing at each point, which ensures uniform transmission of external stresses and leads, under mechanical and climatic influences, to stabilize the positions of the optical elements relative to the emitting strip on the active site injection laser.

Поставленная техническая задача решается тем, что цилиндрическая линза выполнена из кварца и элементы крепления выполнены из кварца. Это гарантирует равенство ТКЛР. The stated technical problem is solved in that the cylindrical lens is made of quartz and the fastening elements are made of quartz. This ensures that TECR is equal.

Поставленная техническая задача решается также тем, что лазерный диод имеет излучение со значениями угловой расходимости

Figure 00000009
, рад, в горизонтальной плоскости по уровню 0,5, находящимися в диапазоне от 0,1 рад до 0,2 рад. При этом целесообразно цилиндрическую линзу подбирать диаметром не более 10 мкм. Наилучшие результаты получены при диаметрах цилиндрической линзы 10 мкм. Нижний предел ограничивается требованиями получения дифракционной расходимости пучка излучения и технологическими возможностями изготовления и применения цилиндрических линз малого диаметра.The stated technical problem is also solved by the fact that the laser diode has radiation with angular divergence values
Figure 00000009
, glad in a horizontal plane at a level of 0.5, ranging from 0.1 rad to 0.2 rad. It is advisable to select a cylindrical lens with a diameter of not more than 10 microns. The best results were obtained with diameters of a cylindrical lens of 10 μm. The lower limit is limited by the requirements for obtaining diffraction divergence of the radiation beam and the technological capabilities of manufacturing and using cylindrical lenses of small diameter.

Поставленная техническая задача решается тем, что между первым и упомянутым другим элементами крепления может быть установлен по меньшей мере один элемент крепления. Такие элементы крепления могут быть использованы для соединения на различных требуемых расстояниях цилиндрической микролинзы и градана, введения каких-либо дополнительных оптических или других элементов. The stated technical problem is solved in that between the first and the mentioned other fastening elements, at least one fastening element can be installed. Such fasteners can be used to connect at various required distances a cylindrical microlens and gradan, the introduction of any additional optical or other elements.

При этом предложено выходную торцевую поверхность каждого элемента крепления, помещенного ближе к инжекционному лазеру, закреплять относительно входной торцевой поверхности последующего элемента крепления, причем упомянутые выходная и входная торцевые поверхности параллельны друг другу. It is proposed that the output end surface of each fastener placed closer to the injection laser be fixed relative to the input end surface of the subsequent fastener, said output and input end surfaces being parallel to each other.

В одном случае, в отверстии одного из элементов крепления может быть закреплена диафрагма и указанный элемент крепления установлен между элементом крепления с цилиндрической линзой и элементом крепления с граданом так, что ось диафрагмы совпадает с оптической осью модуля. In one case, a diaphragm can be fixed in the hole of one of the fastening elements and the indicated fastening element is mounted between the fastening element with a cylindrical lens and the fastening element with gradan so that the axis of the diaphragm coincides with the optical axis of the module.

В другом случае, в отверстии по меньшей мере одного из элементов крепления закреплено оптическое волокно и указанный элемент крепления установлен после элемента крепления с граданом, причем входной торец оптического волокна размещен на заданном расстоянии от выходного торца градана, а ось оптического волокна совпадает с оптической осью модуля. In another case, an optical fiber is fixed in the hole of at least one of the fastening elements and the specified fastening element is installed after the fastening element with the gradan, the input end of the optical fiber being placed at a predetermined distance from the output end of the gradan, and the axis of the optical fiber coincides with the optical axis of the module .

Кроме того, градан может быть закреплен в отверстиях нескольких элементов крепления, что также приводит к повышению надежности и стабилизации выходной мощности. In addition, gradan can be fixed in the holes of several fastening elements, which also leads to increased reliability and stabilization of the output power.

В каких-либо модификациях выполнения может иметься крышка, герметично соединенная с корпусом. In any embodiment, there may be a lid sealed to the housing.

Узел вывода излучения может быть выполнен как в крышке, так и непосредственно в корпусе. В одном случае предложено окно для вывода излучения закреплять в крышке корпуса, в другом случае - в части корпуса. При выводе излучения через оптическое волокно втулка для вывода оптического волокна может быть закреплена либо непосредственно в части корпуса, либо в крышке корпуса. При этом крышка или упомянутая часть корпуса расположены напротив выходного торца градана или какого-либо другого выходного оптического элемента. The radiation output unit can be made both in the lid and directly in the housing. In one case, it is proposed to fix the window for radiation output in the housing cover, in the other case, in the housing part. When outputting radiation through an optical fiber, the sleeve for outputting the optical fiber can be fixed either directly in the housing part or in the housing cover. In this case, the lid or the said part of the housing are located opposite the output end of the gradan or some other output optical element.

Существом настоящего изобретения является оригинальный выбор отличительных существенных признаков, которые не являются очевидными. The essence of the present invention is an original selection of distinctive essential features that are not obvious.

Не очевидность состоит в необычном выявленном соотношении между величиной угловой расходимости в горизонтальной плоскости излучения одномодового, полоскового инжекционного лазера и радиусом цилиндрической линзы, надежно закрепляемой наряду с другими оптическими элементами в предложенной оригинальной однородной конструкции средства крепления и выборе материалов элементов крепления и цилиндрической линзы, необычной предложенной единой крепежной области, ее практически полном контакте с внутренними боковыми стенками корпуса. Это приводит при механо-климатических воздействиях к стабилизации выходного излучения модуля при сохранении его дифракционной расходимости и аксиально симметричной формы пучка, практическому отсутствию астигматизма. Получена стабилизация положений оптических элементов относительно излучающей полоски на активной площадке инжекционного лазера при механо-климатическом воздействии. Not obvious is the unusual revealed relationship between the magnitude of the angular divergence in the horizontal plane of the radiation of a single-mode, strip injection laser and the radius of the cylindrical lens, which is securely fixed along with other optical elements in the proposed original homogeneous design of the fastener and the choice of materials of the fastening elements and the cylindrical lens, unusual proposed a single mounting area, its almost complete contact with the inner side walls of the housing. Under mechanical and climatic influences, this leads to stabilization of the output radiation of the module while maintaining its diffraction divergence and axially symmetric beam shape, and the practical absence of astigmatism. The stabilization of the positions of the optical elements relative to the emitting strip on the active site of the injection laser under mechanical and climatic effects is obtained.

Совокупность существенных отличительных признаков предложенного модуля в соответствии с формулой изобретения определила его основные упомянутые достоинства. The set of essential distinguishing features of the proposed module in accordance with the claims determined its main advantages mentioned.

Техническая реализация изобретения основана на известных базовых технологических процессах, которые к настоящему времени хорошо разработаны и широко применяются при изготовлении лазерных диодов и модулей. Предложенное настоящим изобретением устройство применимо по крайней мере для всех известных в настоящее время диапазонов длин волн лазерного излучения. The technical implementation of the invention is based on well-known basic technological processes, which are currently well developed and widely used in the manufacture of laser diodes and modules. The device of the present invention is applicable to at least all currently known laser wavelength ranges.

Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение поясняется чертежами, изображенными на фиг.1-4.
Brief Description of the Drawings
The present invention is illustrated by the drawings depicted in figures 1-4.

На фиг.1 схематично изображен продольный разрез оптического передающего модуля с выводом излучения через окно в крышке. Figure 1 schematically shows a longitudinal section of an optical transmitting module with radiation output through a window in the lid.

На фиг.2 схематично изображен продольный разрез оптического передающего модуля с выводом излучения через оптическое волокно. Figure 2 schematically shows a longitudinal section of an optical transmitting module with the output of radiation through an optical fiber.

На фиг. 3 изображена оптическая схема микрообъектива оптического передающего модуля в плоскости, параллельной р-n переходу. In FIG. 3 shows an optical diagram of a micro-lens of an optical transmitting module in a plane parallel to the pn junction.

На фиг. 4 изображена оптическая схема микрообъектива оптического передающего модуля в плоскости, перпендикулярной р-n переходу. In FIG. 4 shows an optical diagram of a micro-lens of an optical transmitting module in a plane perpendicular to the pn junction.

Варианты осуществления изобретения
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных исполнений со ссылками на прилагаемые чертежи на фиг.1-4. Приведены примеры исполнения, позволившие получить лучшие результаты, но они не являются единственными.
Embodiments of the invention
The invention is further explained in the description of specific embodiments with reference to the accompanying drawings in figures 1-4. Performance examples are provided that allow you to get better results, but they are not the only ones.

Модуль, первая модификация которого изображена на фиг.1, состоит из металлического корпуса 1, имеющего основание 2, боковые стенки 3, из металлической крышки 4 с окном (стекло) 5 для вывода излучения. На внутренней части основания 2 установлен лазерный диод 6 с монтажной пластиной 7 из меди. На монтажной поверхности 8 монтажной пластины 7 закреплен инжекционный лазер 9. В данном конкретном случае в качестве источника излучения использован лазерный диод с длиной волны излучения λ, равной 820 нм, угловой расходимостью 2Θ в вертикальной плоскости, равной 45o, и угловой расходимостью

Figure 00000010
в горизонтальной плоскости, равной 6o, т.е.≈0,1 рад. По предложенному условию
Figure 00000011
был определен радиус R цилиндрической линзы 10, равным 10 мкм. В данном конкретном примере исполнения цилиндрическая линза 10 выполнена из кварца.The module, the first modification of which is shown in FIG. 1, consists of a metal housing 1 having a base 2, side walls 3, a metal cover 4 with a window (glass) 5 for outputting radiation. A laser diode 6 with a mounting plate 7 of copper is installed on the inside of the base 2. An injection laser 9 is mounted on the mounting surface 8 of the mounting plate 7. In this particular case, a laser diode with a radiation wavelength λ of 820 nm, an angular divergence of 2Θ in a vertical plane of 45 o , and an angular divergence is used as a radiation source.
Figure 00000010
in a horizontal plane equal to 6 o , i.e. ≈0.1 rad. According to the proposed condition
Figure 00000011
the radius R of the cylindrical lens 10 was determined to be 10 μm. In this particular embodiment, the cylindrical lens 10 is made of quartz.

Элементы крепления 11 в данном случае выполняли из кварца в виде практически одинаковых полых цилиндров, при этом их торцевые плоскости параллельны между собой и перпендикулярны образующим как внутренним, так и наружным. Размещены они так, что их торцевые поверхности были параллельны оптической оси модуля, элементы крепления центрированы, поэтому юстировать оптические элементы можно преимущественно по оптической оси модуля. Цилиндрическое отверстие каждого из элементов крепления 11 сформировано диаметром по любому его поперечному сечению, по крайней мере превышающим апертуру пучка излучения. Предусмотрено, что элементы крепления 11 должны последовательно соединяться параллельными торцевыми поверхностями. В данном случае при размещении элементов крепления 11 в модуле торцевые поверхности будут перпендикулярны оптической оси модуля, а образующие - параллельны ей. Возможны другие варианты выполнения элементов крепления 11. The fastening elements 11 in this case were made of quartz in the form of almost identical hollow cylinders, while their end planes are parallel to each other and perpendicular to the generators, both internal and external. They are placed so that their end surfaces are parallel to the optical axis of the module, the fastening elements are centered, so you can align the optical elements mainly along the optical axis of the module. The cylindrical hole of each of the fastening elements 11 is formed by a diameter along any of its cross-section, at least exceeding the aperture of the radiation beam. It is envisaged that the fastening elements 11 must be connected in series with parallel end surfaces. In this case, when placing the fastening elements 11 in the module, the end surfaces will be perpendicular to the optical axis of the module, and the generatrices will be parallel to it. Other embodiments of the fastening elements 11 are possible.

В один из элементов крепления 11 вклеена при помощи компаунда цилиндрическая микролинза 10, выполненная в данном случае из кварца. В другой элемент крепления 11 вклеена диафрагма 12 при помощи компаунда. В три элемента крепления 11, соединенные между собой при помощи компаунда, вклеен градан 13. Везде, где использован компаунд (или иначе называемый клеевой композицией или клеевым веществом) образованы клеевые прослойки 14. При расположении оптических элементов 10 и 13 в модуле их оси помещают на оптической оси распространения пучка излучения лазера, т.е. на оптической оси модуля, лежащей в плоскости р-n перехода инжекционного лазера 9. A cylindrical microlens 10 made in this case of quartz is glued into one of the fastening elements 11 using a compound. The diaphragm 12 is glued into another fastener 11 using a compound. Gradan 13 is glued into three fastening elements 11, interconnected by means of a compound. Wherever a compound is used (or otherwise referred to as an adhesive composition or adhesive), adhesive layers are formed 14. When the optical elements 10 and 13 are located in the module, their axes are placed on optical axis of propagation of the laser beam, i.e. on the optical axis of the module lying in the pn plane of the junction of the injection laser 9.

Входной торец элемента крепления 11 с цилиндрической линзой 10, установленного первым со стороны лазерного диода 6, скреплен с монтажной пластиной 7 с помощью клеевой композиции, образующей клеевую прослойку 14. Одна из поперечных осей линзы 10 расположена на оптической оси модуля. При этом фокус цилиндрической линзы 10 находился на оптической оси модуля, а центр цилиндрической линзы 10 от активной площадки инжекционного лазера 9 - на расстоянии 2±0,2 мкм. В общем случае фокальная поверхность может располагаться как на активной площадке инжекционного лазера 9, так и внутри инжекционного лазера 9. Однако должно быть учтено требование сохранения дифракционной расходимости выходного пучка модуля и технологически допустимое расстояние между цилиндрической линзой 10 и активной площадкой инжекционного лазера 9. The input end face of the fastening element 11 with a cylindrical lens 10, mounted first from the side of the laser diode 6, is fastened to the mounting plate 7 using an adhesive composition forming an adhesive layer 14. One of the transverse axes of the lens 10 is located on the optical axis of the module. In this case, the focus of the cylindrical lens 10 was located on the optical axis of the module, and the center of the cylindrical lens 10 from the active area of the injection laser 9 was at a distance of 2 ± 0.2 μm. In the general case, the focal surface can be located both on the active site of the injection laser 9 and inside the injection laser 9. However, the requirement of maintaining the diffraction divergence of the output beam of the module and the technologically acceptable distance between the cylindrical lens 10 and the active site of the injection laser 9 must be taken into account.

Выходной торец первого элемента крепления 11 соединен с помощью клеевой композиции с входным торцом следующего второго элемента крепления 11 с диафрагмой 12 и она установлена в модуле так, что ее ось совпадает с оптической осью модуля. Выходной торец второго элемента крепления 11 соединяют с свободным входным торцом элементов крепления 11 с граданом 13, размещая его ось по оптической оси модуля, а торец градана 13 на расстоянии порядка 5 мм от цилиндрической линзы 10. The output end of the first fastener 11 is connected with the adhesive end to the input end of the next second fastener 11 with a diaphragm 12 and it is installed in the module so that its axis coincides with the optical axis of the module. The output end of the second fastener 11 is connected to the free input end of the fasteners 11 with gradan 13, placing its axis along the optical axis of the module, and the end of gradan 13 at a distance of about 5 mm from the cylindrical lens 10.

Соединенные компаундом элементы крепления 11 образуют средство крепления. Свободные наружные боковые поверхности средства крепления соединяют с помощью компаунда (область 14) с внутренними боковыми стенками корпуса, образуя единую крепежную область в корпусе модуля. The fastening elements 11 connected by the compound form a fastening means. The free external lateral surfaces of the fastening means are connected by means of a compound (region 14) to the inner side walls of the housing, forming a single mounting region in the module housing.

Корпус 1 закрывается герметично крышкой 4, в которой размещен узел вывода излучения - окно 5 для вывода излучения. Крышка 4 расположена напротив выходного торца градана. Между свободным выходным торцом градана 13 и крышкой 4 клеевая прослойка отсутствует. Позиции 15-17 указывают на электрические выводы модуля. The housing 1 is closed hermetically by a cover 4, in which a radiation output unit is placed - a window 5 for outputting radiation. The cover 4 is located opposite the output end of the gradan. Between the free exit end face of the gradan 13 and the lid 4 there is no adhesive layer. Positions 15-17 indicate the electrical outputs of the module.

Заметим, что узел вывода излучения может быть выполнен как в крышке 4 (как в данном конкретном примере исполнения), так и непосредственно в корпусе 1. Так окно 5 для вывода излучения может быть закреплено в части корпуса 1, которая также как крышка 4 расположена напротив выходного торца градана 13 или какого-либо другого выходного оптического элемента. Note that the radiation output unit can be made both in the cover 4 (as in this particular embodiment) and directly in the housing 1. So, the radiation output window 5 can be fixed in the part of the housing 1, which is also opposite the cover 4 output end of gradan 13 or some other output optical element.

В другом примере конкретного исполнения передающий оптический модуль, вторая модификация которого изображена на фиг.2, аналогичен рассмотренному с той разницей, что исключен элемент крепления 11 с диафрагмой 12, входной торец градана 13 размещен на расстоянии порядка 1,5 мкм от цилиндрической линзы 10 и введено оптическое волокно 18, закрепленное в двух элементах крепления 11. Его ось установлена по оптической оси модуля, а входной торец размещен на расстоянии порядка 1,5 мкм от выходного торца градана 13. В крышке 4 корпуса 1 закреплена втулка 19 для крепления оптического волокна 18, используемого в данной модификации для вывода излучения. Здесь втулка с оптическим волокном являются узлом вывода излучения. Также при выводе излучения через оптическое волокно 18 втулка 19 для закрепления и вывода оптического волокна 18 может быть закреплена непосредственно в корпусе 1 (при другой конструкции корпуса). In another example of a specific embodiment, the transmitting optical module, the second modification of which is shown in figure 2, is similar to that considered with the difference that the fastener 11 with the diaphragm 12 is excluded, the input end face of the gradan 13 is placed at a distance of about 1.5 μm from the cylindrical lens 10 and an optical fiber 18 is inserted, fixed in two fastening elements 11. Its axis is mounted on the optical axis of the module, and the input end face is located at a distance of about 1.5 μm from the output end face of the gradan 13. A sleeve 19 is fixed in the cover 4 of the housing 1 attaching the optical fiber 18 used in this modification to output radiation. Here, the sleeve with an optical fiber is a radiation output unit. Also, when the radiation is output through the optical fiber 18, the sleeve 19 for fixing and outputting the optical fiber 18 can be fixed directly to the housing 1 (with a different housing design).

Нами в обеих модификациях использована цилиндрическая линза 10 вместо сферической и градан 13. Здесь использована известная возможность преобразования при помощи цилиндрической микролинзы 10 в сочетании с градиентной оптикой пучка излучения лазера 6 с высокой эллиптичностью в практически аксиально симметричный пучок, т.е. пучок с малой эллиптичностью. In both versions, we used a cylindrical lens 10 instead of a spherical lens and gradation 13. Here we used the well-known possibility of conversion using a cylindrical micro lens 10 in combination with gradient optics of a laser beam 6 with high ellipticity into an almost axially symmetric beam, i.e. beam with low ellipticity.

Возможность получения пучка с круглым поперечным сечением определяется как диаметром D цилиндрической линзы 10, так и исходной угловой расходимостью

Figure 00000012
в горизонтальной плоскости, параллельной р-n переходу. Ход лучей в горизонтальной и вертикальной плоскостях в модуле изображен на фиг.3 и 4. Следовательно, основное изменение пространственных параметров излучения лазерного диода 6 происходит в плоскости, перпендикулярной р-n переходу. Угловая расходимость
Figure 00000013
излучения в плоскости, параллельной р-n переходу, практически не изменяется и определяется исходной угловой расходимостью
Figure 00000014
излучения лазерного диода 6. Для выбранного лазерного диода 6 (см. выше) в таблице приведены экспериментальные значения угловой расходимости 2Θ в вертикальной плоскости в зависимости от диаметра цилиндрической линзы 10.The possibility of obtaining a beam with a circular cross section is determined by both the diameter D of the cylindrical lens 10 and the initial angular divergence
Figure 00000012
in a horizontal plane parallel to the pn junction. The path of the rays in the horizontal and vertical planes in the module is shown in Figs. 3 and 4. Therefore, the main change in the spatial parameters of the radiation of the laser diode 6 occurs in a plane perpendicular to the pn junction. Angular divergence
Figure 00000013
radiation in a plane parallel to the pn junction remains virtually unchanged and is determined by the initial angular divergence
Figure 00000014
radiation of the laser diode 6. For the selected laser diode 6 (see above), the table shows the experimental values of the angular divergence 2Θ in the vertical plane depending on the diameter of the cylindrical lens 10.

Следовательно, использование по крайней мере цилиндрической линзы 10 позволяет получать достаточно малую угловую расходимость 2Θ в плоскости, перпендикулярной р-n переходу. По предложенному нами условию

Figure 00000015
при
Figure 00000016
, равном 0,1 рад радиус R цилиндрической линзы 10 должен быть равен 10 мкм и нами в примере выбрана цилиндрическая линза диаметром D, равным 20 мкм. В соответствии с таблицей (см. строки 3 и 4) это позволит получить практически аксиально симметричный выходной пучок излучения рассматриваемого конкретного модуля. Нами определено, что при значениях угловой расходимости
Figure 00000017
исходного излучения лазерного диода 6 в горизонтальной плоскости по уровню 0,5, находящимися в диапазоне от 0,1 рад до 0,2 рад (т.е. от 5,7o до 10o) лучше всего использовать цилиндрические линзы 10 диаметром D, равным 25 мкм. . . 10 мкм, которые позволят требуемым образом преобразовать излучение (см. таблицу). При малых значениях расходимости в горизонтальной плоскости возможно использование больших диаметров D цилиндрической линзы 10, но не целесообразно более 60 мкм.Therefore, the use of at least a cylindrical lens 10 makes it possible to obtain a sufficiently small angular divergence 2Θ in a plane perpendicular to the pn junction. According to our condition
Figure 00000015
at
Figure 00000016
equal to 0.1 rad, the radius R of the cylindrical lens 10 should be equal to 10 μm, and in the example we have chosen a cylindrical lens with a diameter D of 20 μm. In accordance with the table (see lines 3 and 4), this will make it possible to obtain an almost axially symmetric output beam of radiation of the particular module under consideration. We determined that for angular divergence
Figure 00000017
the initial radiation of the laser diode 6 in a horizontal plane at a level of 0.5, ranging from 0.1 rad to 0.2 rad (i.e., from 5.7 o to 10 o ) it is best to use cylindrical lenses 10 with a diameter of D, equal to 25 microns. . . 10 microns, which will allow the required conversion of radiation (see table). For small divergences in the horizontal plane, it is possible to use large diameters D of the cylindrical lens 10, but it is not advisable to exceed 60 microns.

Рекомендованные нами выбор размера цилиндрической линзы и ее расположение в зависимости от исходной угловой расходимости

Figure 00000018
в горизонтальной плоскости выбранного лазерного диода и в связи этим выбор крепежной области позволяют сохранять дифракционную расходимость практически аксиально симметричного пучка выходного излучения модуля (с практическим отсутствием астигматизма) при механо-климатических нагрузках. В единой крепежной области все оптические элементы в равной степени подвержены механо-климатическим воздействиям и поэтому наблюдается стабилизация максимальной выходной мощности излучения модуля. Проведены механо-климатические испытания различных модификаций предложенного передающего оптического модуля, корпуса которых были выполнены из различных материалов. Оптические элементы, элементы крепления, компаунд имели различия ТКЛР используемых материалов до 20%, кроме ТКЛР материала элементов крепления и цилиндрической линзы, которые, как нами предложено, были выбраны или равными, или отличными в пределах, не превышающих 1%. Показано, что предложенный передающий оптический модуль обеспечивает в высокой степени стабильную выходную мощность излучения при достаточно высоких механо-климатических нагрузках.The recommended choice of the size of the cylindrical lens and its location depending on the initial angular divergence
Figure 00000018
in the horizontal plane of the selected laser diode and, therefore, the choice of the mounting region allows us to maintain the diffraction divergence of an almost axially symmetric output beam of the module (with a practical absence of astigmatism) under mechanical and climatic loads. In a single mounting region, all optical elements are equally susceptible to mechanical and climatic influences, and therefore stabilization of the maximum output radiation power of the module is observed. Mechanical and climatic tests of various modifications of the proposed transmitting optical module were carried out, the cases of which were made of various materials. Optical elements, mounts, and compounds had a TECL of the materials used up to 20%, except for the TECL of the material of the mount elements and the cylindrical lens, which, as we proposed, were chosen to be equal or different within not exceeding 1%. It is shown that the proposed transmitting optical module provides a highly stable output radiation power at sufficiently high mechanical and climatic loads.

Обычно для получения стабильной выходной мощности при механо-климатических воздействиях в известных устройствах используют конструкцию с прецизионными деталями и выполняют все элементы крепления оптических элементов и корпуса из одних и тех же материалов (см., например, [4, 5]). При сравнительных испытаниях передающих оптических модулей, при изготовлении которых использовано какое-либо другое средство крепления (см., например, [4, 5]), выяснено, что достигнуть стабильной передачи заданной мощности излучения при различиях ТКЛР используемых материалов более 5% не представляется возможным. Typically, to obtain stable output power during mechanical and climatic influences, known devices use a design with precision parts and perform all the fastening elements of the optical elements and the housing from the same materials (see, for example, [4, 5]). In comparative tests of transmitting optical modules, the manufacture of which used some other means of fastening (see, for example, [4, 5]), it was found that it is not possible to achieve stable transmission of a given radiation power with a TECL of used materials of more than 5% .

Предложенные определение вида цилиндрической линзы, средство крепления и крепежная область позволили ввести в градан и далее, при его наличии, в оптическое волокно максимальную выходную мощность при минимальных затратах на изготовление элементов крепления, средства крепления и их юстировку, сборку. При механо-климатических воздействиях получено повышение стабильности мощности выходного излучения модуля, сохранена исходная дифракционная расходимость излучения лазерного диода, повышена стабильность создаваемой аксиально симметричной формы пучка излучения при практическом отсутствии астигматизма. The proposed definition of the type of a cylindrical lens, a fastener, and a fastening region made it possible to introduce the maximum output power into the gradan and then, if available, into the optical fiber at the lowest cost for the manufacture of fasteners, fasteners and their alignment, assembly. Under mechanical and climatic influences, an increase in the stability of the output radiation power of the module was obtained, the initial diffraction divergence of the laser diode radiation was preserved, and the stability of the axially symmetric shape of the radiation beam created in the absence of astigmatism was increased.

Промышленная применимость
Предложенные передающие оптические модули используются в системах связи, являясь важной частью оптических коммуникационных систем, при создании лазерного технологического оборудования, медицинского оборудования, контрольно-измерительных устройств и т.д.
Industrial applicability
The proposed transmitting optical modules are used in communication systems, being an important part of optical communication systems, when creating laser technological equipment, medical equipment, instrumentation, etc.

Источники информации
1. "Laser Diode Module", Laser Focus World, October 1996, p.56.
Sources of information
1. "Laser Diode Module", Laser Focus World, October 1996, p. 56.

2. Патент США 4653847 (MOTOROLA, INC.), 31.03.1987, 350/96.20, G 02 В 6/42. 2. US patent 4653847 (MOTOROLA, INC.), 03/31/1987, 350 / 96.20, G 02 B 6/42.

3. Патент РФ 1757345 (КУРЛЕНКОВ С. С.), 18.06.1990, G 02 В 6/42. 3. RF patent 1757345 (KURLENKOV S. S.), 06/18/1990, G 02 B 6/42.

4. Патент США 4768199 (SIEMENS AG), 30.08.1988, 372/36, H 01 S 3/19. 4. US patent 4768199 (SIEMENS AG), 08.30.1988, 372/36, H 01 S 3/19.

5. Патент США 4722586 (TEKTRONIX, INC.), 02.02.1988, G 02 В 6/365. 5. U.S. Patent 4,722,586 (TEKTRONIX, INC.), 02/02/1988, G 02 B 6/365.

6. Патент Франции 2658923 (TEKTRONIX, INC.), 12.04.1985, G 02 В 6/42. 6. French Patent 2658923 (TEKTRONIX, INC.), 04/12/1985, G 02 B 6/42.

7. Патент США 5113404 (AT&T BELL LABORATORIES), 12.05.1992, 372/36, H 01 S 3/19. 7. US Patent 5,113,404 (AT&T BELL LABORATORIES), 05/12/1992, 372/36, H 01 S 3/19.

Claims (12)

1. Оптический передающий модуль, включающий лазерный диод, на монтажной поверхности монтажной пластины которого закреплен полосковый одномодовый инжекционный лазер, оптические элементы, по крайней мере цилиндрическая линза и градан, оптически связанные с активной площадкой инжекционного лазера, фокус цилиндрической линзы находится на оптической оси модуля, а центр цилиндрической линзы установлен от упомянутой активной площадки на расстоянии не более фокусного, причем абсолютная величина произведения угловой расходимости 2ΘII, рад, излучения лазерного диода в горизонтальной плоскости по уровню 0,5 и радиуса R, мкм, цилиндрической линзы удовлетворяет условию |2ΘII•2R|≤2, средство крепления, выполненное из по меньшей мере двух элементов крепления с параллельными плоскими торцевыми поверхностями и в каждом из них сформировано отверстие с диаметром по любому его поперечному сечению, превышающим апертуру пучка излучения, элементы крепления соединены параллельными торцевыми поверхностями, причем температурные коэффициенты линейного расширения материалов элементов крепления и цилиндрической линзы или равны, или отличны в пределах, не превышающих 1%, в упомянутом средстве крепления в его первом элементе крепления помещена цилиндрическая линза, входная торцевая поверхность первого элемента крепления закреплена на монтажной пластине лазерного диода, а в отверстии по меньшей мере одного другого элемента крепления закреплен градан, его входной торец размещен на заданном расстоянии от цилиндрической линзы и его ось совмещена с оптической осью модуля, корпус с размещенными в нем по крайней мере лазерным диодом, средством крепления с элементами крепления, оптическими элементами и компаундом, помещенным в местах крепления оптических элементов в элементах крепления, крепления последних друг с другом и с монтажной поверхностью лазерного диода, и между средством крепления и внутренними стенками корпуса, а также узел вывода излучения, причем корпус герметизирован.1. An optical transmitting module, including a laser diode, on the mounting surface of the mounting plate of which a strip single-mode injection laser is mounted, optical elements, at least a cylindrical lens and grad, optically connected with the active area of the injection laser, the focus of the cylindrical lens is on the optical axis of the module, and the center of a cylindrical lens mounted on said active site is not more than the focal length, the absolute value of the product of angular divergence 2Θ II, rad, and radiation of the laser diode in the horizontal plane at the level of 0.5, and the radius R, m, cylindrical lens satisfies | 2Θ II • 2R | ≤2, attachment means, formed of at least two fastening elements with parallel flat end faces and each of they have a hole with a diameter of any cross section greater than the aperture of the radiation beam, the fasteners are connected by parallel end surfaces, and the temperature coefficients of linear expansion of the materials of the fasteners of the lens and the cylindrical lens are either equal or different within the range not exceeding 1%, a cylindrical lens is placed in the aforementioned fastening means in its first fastening element, the input end surface of the first fastening element is fixed to the mounting plate of the laser diode, and in the hole at least one of another fastening element, a gradan is fixed, its input end is placed at a predetermined distance from the cylindrical lens and its axis is aligned with the optical axis of the module, the housing with at least a laser diode placed in it m, fastening means with fastening elements, optical elements and a compound placed in the places of fastening of optical elements in fastening elements, fastening the latter with each other and with the mounting surface of the laser diode, and between the fastening means and the inner walls of the housing, as well as the radiation output unit, moreover, the housing is sealed. 2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрическая линза выполнена из кварца. 2. The module according to claim 1, characterized in that the cylindrical lens is made of quartz. 3. Модуль по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что элементы крепления выполнены из кварца. 3. The module according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the fastening elements are made of quartz. 4. Модуль по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что лазерный диод имеет излучение со значениями угловой расходимости 2ΘII, рад, в горизонтальной плоскости по уровню 0,5, находящимися в диапазоне от 0,1 до 0,2 рад, а цилиндрическая линза имеет диаметр не более 10 мкм.4. The module according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the laser diode has radiation with angular divergence values of 2Θ II , rad, in a horizontal plane at a level of 0.5, in the range from 0.1 to 0.2 rad, and a cylindrical the lens has a diameter of not more than 10 microns. 5. Модуль по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что между первым и упомянутым другим элементами крепления может быть установлен по меньшей мере еще один элемент крепления. 5. The module according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that between the first and said other fasteners can be installed at least one more fastener. 6. Модуль по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выходная торцевая поверхность каждого элемента крепления, помещенного ближе к инжекционному лазеру, закреплена относительно входной торцевой поверхности последующего элемента крепления, причем упомянутые выходная и входная торцевые поверхности параллельны друг другу. 6. The module according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the output end surface of each fastener placed closer to the injection laser is fixed relative to the input end surface of the subsequent fastener, said output and input end surfaces being parallel to each other. 7. Модуль по п. 5 или 6, отличающийся тем, что в отверстии одного из элементов крепления закреплена диафрагма и указанный элемент крепления установлен между элементом крепления с цилиндрической линзой и элементом крепления с граданом так, что ось диафрагмы совпадает с оптической осью модуля. 7. The module according to claim 5 or 6, characterized in that a diaphragm is fixed in the hole of one of the fastening elements and said fastening element is installed between the fastening element with a cylindrical lens and the fastening element with gradan so that the axis of the diaphragm coincides with the optical axis of the module. 8. Модуль по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что градан закреплен в отверстиях нескольких элементов крепления. 8. The module according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the gradan is fixed in the holes of several fastening elements. 9. Модуль по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что имеется крышка, герметично соединенная с корпусом. 9. The module according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that there is a cover hermetically connected to the housing. 10. Модуль по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в отверстии по меньшей мере одного из элементов крепления закреплено оптическое волокно и указанный элемент крепления установлен после элемента крепления с граданом, причем входной торец оптического волокна размещен на заданном расстоянии от выходного торца градана, а ось оптического волокна совпадает с оптической осью модуля. 10. A module according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that an optical fiber is fixed in the hole of at least one of the fastening elements and the specified fastening element is installed after the fastening element with a gradan, and the input end of the optical fiber is placed at a predetermined distance from the output end of the gradan, and the axis of the optical fiber coincides with the optical axis of the module. 11. Модуль по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что имеется окно для вывода излучения либо в корпусе, либо в крышке. 11. The module according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that there is a window for outputting radiation either in the housing or in the lid. 12. Модуль по п. 10, отличающийся тем, что имеется втулка для вывода оптического волокна либо в корпусе, либо в крышке. 12. The module according to p. 10, characterized in that there is a sleeve for outputting the optical fiber either in the housing or in the cover.
RU2001101129/28A 2001-01-16 2001-01-16 Optical transmitting module RU2201024C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101129/28A RU2201024C2 (en) 2001-01-16 2001-01-16 Optical transmitting module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101129/28A RU2201024C2 (en) 2001-01-16 2001-01-16 Optical transmitting module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001101129A RU2001101129A (en) 2003-02-20
RU2201024C2 true RU2201024C2 (en) 2003-03-20

Family

ID=20244824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001101129/28A RU2201024C2 (en) 2001-01-16 2001-01-16 Optical transmitting module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2201024C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013015706A1 (en) * 2011-07-27 2013-01-31 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Техническое Объединение "Ирэ-Полюс" Method for installing fiberoptic elements of laser devices with a kilowatt power range and fiberoptic module for implementing same
US8682126B2 (en) 2011-07-29 2014-03-25 Ipg Photonics Corporation Method for assembling high power fiber laser system and module realizing the method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013015706A1 (en) * 2011-07-27 2013-01-31 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Техническое Объединение "Ирэ-Полюс" Method for installing fiberoptic elements of laser devices with a kilowatt power range and fiberoptic module for implementing same
US8682126B2 (en) 2011-07-29 2014-03-25 Ipg Photonics Corporation Method for assembling high power fiber laser system and module realizing the method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7597488B2 (en) Optical assembly
US20190113697A1 (en) Demountable optical connector for optoelectronic devices
RU2638979C1 (en) Hermetic assembly for alignment of optical fibre, which has integrated optical element
US7352924B2 (en) Micro-optical device
US10107975B1 (en) Optoelectronic assembly for optical coupling
JP6459296B2 (en) Light emitting module and multi-channel light emitting module
US5011247A (en) Uptapered single-mode optical fiber package for optoelectronic components
US20050123249A1 (en) Structure for manufacturing optical module
CN112997104A (en) Optical assembly
US5018820A (en) Method of optically coupling an uptapered single-mode optical fiber to optoelectronic components
CN113917625A (en) Optical module and method for manufacturing optical module
EP1626298A1 (en) Opto-electronic housing and optical assembly
RU2201024C2 (en) Optical transmitting module
RU2201025C2 (en) Method for manufacturing optical transmitting module
KR101944943B1 (en) Optical transmitting and receiving module and manual alignment method thereof
JPS61264777A (en) Semiconductor light-emitting device
KR20020018578A (en) Optical module
JP2006293091A (en) Optical device and its manufacturing method
US20220329041A1 (en) Laser Engine Supporting Multiple Laser Sources
EP1269239A2 (en) Integrated optical transceiver and related methods
JPH095582A (en) Semiconductor optically coupling device and its assembling method
JP4622396B2 (en) Laser light source device
JPH04106977A (en) Optical module
JPS62196620A (en) Laser module
RU2001101129A (en) OPTICAL TRANSMISSION MODULE