CN203826768U - 一种单芯片光纤耦合输出的半导体激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，其包括壳体，壳体内设置有热沉，热沉上设置有单管芯片，还包括激光光束整形***、平头光纤、插芯、套筒，激光光束整形***位于壳体内，单管芯片通过激光光束整形***与平头光纤的前端耦合对准，平头光纤安装于插芯内，插芯套设于套筒内，套筒固定于壳体的管口的外侧表面。本实用新型结构简单，将经过激光光束整形***的光束直接耦合到预先装载在插芯的平头光纤中，而后使用一个套筒固定到壳体外表面，实现激光输出和光纤尾纤封装，从而降低了产品封装难度，降低了成本，同时产品可靠性及质量得到关键性改善。

Description

一种单芯片光纤耦合输出的半导体激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种在印刷行业直接使用、在光纤激光器中作为种子源的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器。

背景技术

半导体激光技术在工业、国防、医疗、印刷行业中的应用越来越广泛，越来越深入，其高稳定性，节能及环保方面的优势突出，对半导体激光器的质量及使用寿命要求也越来越高。

如图1所示，现有技术的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，包括设置于壳体101内的热沉102，其中，需要在单管芯片(即半导体激光器芯片)103前面放置一光纤垫片104，然后用粘接剂(胶水或者玻璃焊料)105将透镜光纤106粘接到光纤垫片104上，实现光纤耦合输出；而透镜光纤106固定在壳体101，需要预先将透镜光纤106固定在光纤金属管107内，再将光纤金属管107用焊锡108焊接到器件外壳管口上。

此种单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，结构复杂，并有如下缺点：1、透镜光纤需要抛磨，增加了成本；2、透镜光纤固定在光纤垫片上，容易产生应力而导致光泄露，甚至光纤烧毁；3、采用焊锡封装光纤金属管，增加了工艺难度和成本。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，其降低了成本，降低了封装难度，同时产品可靠性及质量得到关键性改善。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，包括壳体，壳体内设置有热沉，所述热沉上设置有单管芯片，还包括激光光束整形***、平头光纤、插芯、套筒，所述激光光束整形***位于所述壳体内，所述单管芯片通过激光光束整形***与所述平头光纤的前端耦合对准，所述平头光纤安装于所述插芯内，所述插芯套设于所述套筒内，所述套筒固定于所述壳体的管口的外侧表面。

其中，所述激光光束整形***包括快轴准直镜、慢轴聚焦镜，所述单管芯片依次通过快轴准直镜、慢轴聚焦镜与所述平头光纤的前端耦合对准。

其中，所述快轴准直镜位于所述单管芯片与慢轴聚焦镜之间，所述慢轴聚焦镜位于所述平头光纤前端的前方。

其中，所述套筒通过胶水粘接固定于所述壳体的管口的外侧表面。

其中，所述套筒通过焊锡焊接固定于所述壳体的管口的外侧表面。

其中，所述热沉设置有第一台阶，所述单管芯片安装于所述第一台阶上，所述单管芯片设置有载体热沉，而所述快轴准直镜安装在所述单管芯片的载体热沉上。

其中，所述热沉设置有第二台阶，慢轴聚焦镜安装于所述第二台阶上。

本实用新型有益效果在于：

1、采用平头光纤，使激光直接从平头光纤耦合输出，所以，与现有技术相比，省去了光纤垫片及光纤的胶水或玻璃焊料粘接工艺、省去了透镜光纤工艺，降低了成本，降低了产品封装难度；

2、套筒为固定于壳体的管口的外侧表面，从而替代了现有技术的光纤金属管的焊接工艺，使器件结构更为简化；

3、激光直接从平头光纤耦合输出，没有用到胶水或玻璃焊料去粘裸光纤，降低了由于应力原因导致光在多模光纤中传输时的包层模风险(包层模是引起光纤烧毁及产品可靠性的根本原因)。

附图说明

图1为现有技术的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器的结构示意图。

图2为本实用新型单芯片光纤耦合输出的半导体激光器的结构示意图。

图3为本实用新型单芯片光纤耦合输出的半导体激光器一实施例的套筒的结构示意图。

图4为本实用新型单芯片光纤耦合输出的半导体激光器一实施例的套筒的剖面示意图。

图5为本实用新型单芯片光纤耦合输出的半导体激光器另一实施例的套筒的结构示意图。

图6为本实用新型单芯片光纤耦合输出的半导体激光器另一实施例的套筒的剖面示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图2，本实用新型的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，包括壳体1，壳体1内设置有热沉2，热沉2上设置有单管芯片3。其中，本实用新型还包括激光光束整形***、平头光纤4(平头光纤的制作过程为：剥掉涂覆层后的光纤，用光纤切刀将光纤端面切平，使之与光纤侧面垂直，然后镀增透膜和防反膜)、插芯(可以为陶瓷插芯)5、套筒(可以为陶瓷套筒)6。激光光束整形***位于壳体1内，单管芯片3通过激光光束整形***与平头光纤4的前端耦合对准，平头光纤4安装于插芯5内，具体地说，平头光纤4的前端穿过插芯5而伸入壳体1内，平头光纤4的后端穿过插芯5而伸出壳体1外；插芯5套设于套筒6内，套筒6固定于壳体1的管口的外侧表面，具体地说，插芯5的前端穿过套筒6而伸入壳体1的管口内，插芯5的后端伸出套筒6外。

优选的，激光光束整形***包括快轴准直镜7、慢轴聚焦镜8，单管芯片3依次通过快轴准直镜7、慢轴聚焦镜8与平头光纤4的前端耦合对准。具体地说，快轴准直镜7位于单管芯片3与慢轴聚焦镜8之间，慢轴聚焦镜8位于平头光纤4前端的前方，且慢轴聚焦镜8后侧镜面与平头光纤4前端之间的距离非常小，仅几个微米(例如：1～10微米范围内)。此结构，使单管芯片3发出的激光先后经过快轴准直镜7、慢轴聚焦镜8的整形出射，在靠近慢轴聚焦镜8后侧镜面附近，激光被平头光纤4直接接收。

优选的，套筒6通过胶水粘接固定于壳体1的管口的外侧表面；套筒6也可以通过焊锡焊接固定于壳体1的管口的外侧表面。例如：套筒6的前侧通过胶水或焊锡固定于壳体1的管口的外侧表面，其中，套筒6与壳体1之间粘接面积设计得越大越好，这样有利于提高器件粘接的稳定性和保证器件品质。如图3和4所示，套筒6可以为圆筒型；如图5和6所示，套筒6也可以在贴近壳体1处设置环形台阶，以增大粘接面积。

其中，插芯5置于套筒6内的管口内的部分，亦可通过胶水或焊锡固定。此结构简单，工艺简化，成本低。

优选的，热沉2设置有第一台阶21，单管芯片3安装于第一台阶21上，单管芯片3设置有载体热沉，而快轴准直镜安装在单管芯片3的载体热沉上；热沉2设置有第二台阶22，慢轴聚焦镜8安装于第二台阶22上；以便于单管芯片3依次通过快轴准直镜7、慢轴聚焦镜8与平头光纤4的前端耦合对准。

综上所述，本实用新型的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，结构简单，将经过快轴准直和慢轴聚焦的光束直接耦合到预先装载在插芯5的平头光纤4中，而后使用一个套筒6用胶水或者焊锡直接将套筒6粘接到壳体1外表面，实现激光输出和光纤尾纤封装。从而本实用新型具有光路结构简单、稳定性高、封装结构简单、易加工等优点，同时产品质量及可靠性较同类产品有很大改善提高；即降低了产品封装难度，降低了成本，对此类封装激光器组件的成品直通率及质量稳定性提升起到了关键性改善，有利于批量化生产。

因此，本实用新型可以在半导体激光器件封装领域得到广泛应用，在环保角度上说，节约了能源；成本角度上降低了成本，降低了封装难度，同时产品可靠性及质量得到关键性改善。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，均属本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，包括壳体，壳体内设置有热沉，所述热沉上设置有单管芯片，其特征在于：还包括激光光束整形***、平头光纤、插芯、套筒，所述激光光束整形***位于所述壳体内，所述单管芯片通过激光光束整形***与所述平头光纤的前端耦合对准，所述平头光纤安装于所述插芯内，所述插芯套设于所述套筒内，所述套筒固定于所述壳体的管口的外侧表面。

2.根据权利要求1所述的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，其特征在于：所述激光光束整形***包括快轴准直镜、慢轴聚焦镜，所述单管芯片依次通过快轴准直镜、慢轴聚焦镜与所述平头光纤的前端耦合对准。

3.根据权利要求2所述的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，其特征在于：所述快轴准直镜位于所述单管芯片与慢轴聚焦镜之间，所述慢轴聚焦镜位于所述平头光纤前端的前方。

4.根据权利要求3所述的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，其特征在于：所述套筒通过胶水粘接固定于所述壳体的管口的外侧表面。

5.根据权利要求3所述的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，其特征在于：所述套筒通过焊锡焊接固定于所述壳体的管口的外侧表面。

6.根据权利要求3所述的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，其特征在于：所述热沉设置有第一台阶，所述单管芯片安装于所述第一台阶上，所述单管芯片设置有载体热沉，而所述快轴准直镜安装在所述单管芯片的载体热沉上。

7.根据权利要求6所述的单芯片光纤耦合输出的半导体激光器，其特征在于：所述热沉设置有第二台阶，慢轴聚焦镜安装于所述第二台阶上。