CN2425366Y - 半导体激光器输出的光学耦合装置 - Google Patents
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Abstract
一种半导体激光器输出的光学耦合装置,具有两个透镜,一个用于收集发射光并准直,第二个用于聚焦并连接光纤头;在第一和第二透镜之间有一个光学隔离器,使光纤内的反射和散射光不能进入激光器,提高激光器的稳定性和信号－躁声比。
Description
本实用新型属于光纤通信领域，更进一步说是属于半导体激光输出和光尾纤之间的光学耦合装置。
光纤通信领域中普遍使用半导体激光器作为发射源，它是光通信系统中将电信号转化为光信号的关键器件，在光通信技术中占有举足轻重的地位。半导体激光器的输出光有较大的发散角，输出的光与光尾纤之间必须要有一个光学耦合的装置，这种光学耦合封装又是关系到整个器件性能的重要技术。特别是对于光通信用的高速分布反馈式(DFB)激光器模块，对于光谱和信号的稳定性要求很高。对于这个光学耦合装置的普遍要求是：激光器的输出光，也就是信息光波尽可能多地耦合进入光纤；后向散射光和反射光尽可能少地反向耦合回激光器。通常的半导体激光器输出偶合装置是用光学透镜，用于光束的会聚。也有的耦合装置要用两个透镜，一个用于光的准直，另一个用于光的聚焦。但是我们发现用这种双透镜的激光输出耦合装置，一般稳定性不好，加工工艺难于控制，而且光纤内的反射光会进入激光器，影响激光器工作的稳定性。本实用新型的目的就是提供一种能提高光耦合效率和稳定性，提高系统容差，使之适于批量生产，并且能消除上述光纤内反射光的半导体激光器输出的光学耦合装置。
本实用新型的技术解决方案是：一种半导体激光器输出的光学耦合装置，具有两个透镜，第一个用于收集发射光并准直，第二个用于聚焦并连接光纤头；其特征在于使用两个光学透镜，并且透镜之间有一个光学隔离器。
所说的第一和第二个透镜是自聚焦透镜，透镜周期(pitch)分别为0．18和0．23。
所说的第一个透镜是球透镜或非球面透镜。
所说的各光学元件的定位用激光焊接。
所说的第二个透镜的出射面和光纤端面的倾角相同。
以下结合附图对于本实用新型加以详细的说明。图1所示的是本实用新型半导体激光器输出的光学耦合装置的一个实施例结构示意图。图1中(1)是激光器管芯，(2)是第一透镜，本实施例中是一个自聚焦透镜球透镜，(3)是光学隔离器，(4)是第二透镜，(5)是单模光纤头，(6)是固定套筒，(7)是外封装壳，(8)是隔离器支架，(9)是透镜底座，(10)是温度控制冷却器(TEC)，本实施例中是半导体制冷器，，(11)是激光器的热沉，(12)是透镜支架。图2是另一个实施例，其中的第一透镜(2)是球透镜。
本实用新型应用两个透镜，第一透镜将半导体激光器的光收集并准直，或接近准直，形成一个0．5毫米左右的光束。此准直光束通过一个光学隔离器，然后用第二透镜对光束进行聚焦，并将光纤端面置于焦点，从而达到将光束耦合进光纤的目的。为了减少光的后向反射，所有光学界面都镀有相应波长的增透膜，并且将第二透镜的出射面和光纤入射端加工成相同的角度。从而大大减少了后向反射光，提高了器件的性能。
第一个透镜可采用自聚焦透镜，也可以采用非球面透镜，透镜与激光器的相对位置，经精确调整后以激光焊接定位。透镜与金属外套经环氧树脂粘接或锡焊，外套与支架由激光器焊接定位。
光学隔离器由机加工精度保证定位，经调整后并由胶粘保证位置和偏振方向的正确。
第二透镜的出射面与光纤头入射面均加工成与轴向有一夹角，约6至9度并镀增透膜，以减少反射。
第二透镜与光纤头配合调整，并用胶粘或锡焊方法与金属外套连接定位。
在激光器输出光经过的各光学表面镀与激光器相应波长的增透膜。
本实用新型由于在分别采用0．18和0．23的自聚焦透镜为第一和第二透镜，或以非球面或球透镜与周期为0．18和0．23的自聚焦透镜配调，提高了系统稳定性，增加了容差，使采用本实用新型的激光模块更适于大量生产，两个透镜之间置入光学隔离器，使光纤一端的反射和散射光不能再进入激光器一端，进一步提高了激光器工作的稳定性，又由于各光学表面有激光器波长的增透膜，进一步减少反射光，提高了信号-躁声比。
虽然本实用新型是用上述的实施例和附图加以说明的，本实用新型并不限于实施例和附图，凡是本领域的技术人员看过本实用新型说明书后，所能想到的任何本实用新型的变形方案，都应当看成是在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1、一种半导体激光器输出的光学耦合装置，具有两个透镜，第一个用于收集发射光并准直，第二个用于聚焦并连接光纤头；其特征在于使用两个光学透镜，并且透镜之间有一个光学隔离器。
2、如权利要求1所述的半导体激光器输出的光学耦合装置，其特征在于所说的第一和第二个透镜是自聚焦透镜，透镜的周期分别为0．18和0．23。
3、如权利要求1所述的半导体激光器输出的光学耦合装置，其特征在于所说的所说的第一个透镜是球透镜或非球面透镜。
4、如权利要求1所述的半导体激光器输出的光学耦合装置，其特征在于所说的所说的各光学元件的定位用激光焊接。
5、如权利要求1所述的半导体激光器输出的光学耦合装置，其特征在于所说的所说的所说的第二个透镜的出射面和光纤端面的倾角相同。
6、如权利要求5所述的半导体激光器输出的光学耦合装置，其特征在于所说的倾角是6-9度。
7、如权利要求1所述的半导体激光器输出的光学耦合装置，其特征在于激光输出经过的各光学表面镀与激光器波长相应的增透膜。
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| CN104162738A (zh) * | 2013-05-17 | 2014-11-26 | 简志澄 | 激光耦光焊接设备 |
| CN106816808A (zh) * | 2015-11-27 | 2017-06-09 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 半导体激光器封装器件 |
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