一种蝶型激光器组件的光纤耦合固定方法技术

技术编号:11171593 阅读:106 留言:0更新日期:2015-03-19 12:46
本发明专利技术提供一种蝶型激光器组件的光纤耦合固定方法,包括以下:A、预装,包括一管壳,管壳内设有一热沉,一激光器芯片固定于所述热沉表面;B、上夹具:将预装激光器组件放入耦合夹具中固定,将裸光纤通过尾管穿入壳体,光纤前端置于热沉表面;C、调整光纤:调整裸光纤端面与激光器芯片输出光端面的相对位置,使光纤输出光功率达到理想值;D、固定裸光纤:裸光纤与热沉接触面之间放置低温玻璃焊料,打开激光熔接焊机,在氮气保护下,激光加热熔化低温玻璃焊料,使裸光纤、热沉表面充分与低温玻璃焊料熔接,并用耦合夹具夹子将裸光纤提升一定补偿量,克服由于低温玻璃焊料凝固对光纤下拉位移的影响,然后使低温玻璃焊料缓慢冷却,完成光纤固定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蝶型激光器组件,尤其涉及。
技术介绍
现有的蝶型封装激光器组件,其结构及光纤与激光器芯片的耦合固定通常有以下两种:一种采用如图1所示的蝶型封装激光器组件100,包括:一激光器组件管壳110,管壳内设有一热沉111,一激光器芯片112和一透镜装置113分别固定于该热沉111表面,光纤116预置在陶瓷插芯114内,然后穿过尾管117进入管壳110内,耦合之前先将透镜装置113放置于热沉111上,激光器芯片112的出射光经透镜装置113汇聚至光纤116端面耦合输出,当激光器耦合输出光功率达到理想值时,利用双光束激光焊将透镜装置113固定于热沉111上,再使用三光束激光焊将带陶瓷插芯114的金属环115与热沉111固定,从而使光纤116达到理想的光功率耦合输出。当采用激光焊技术将陶瓷插芯114的金属环115固定至热沉111上时,由于涉及到多种不同材料之间连接固定,因此接触面存在较大应力,使用过程中,由于应力释放,会导致光纤的耦合错位,激光器组件性能不稳定,光功率输出降低。第二种采用如图2所示的蝶型封装激光器组件200,包括:一激光器组件管壳210,该管壳内设有一热沉211, —激光器芯片212和一氧化招陶瓷垫块217分别固定于该热沉211表面,一经过表面金属化的镀金透镜型裸光纤214,其透镜端穿过尾管215置于氧化铝陶瓷垫块217表面,耦合对准时,采用一耦合夹具夹子216夹持透镜型裸光纤214,当激光器芯片212出射光与透镜型裸光纤214的透镜端面耦合对准到最佳值时,透镜型裸光纤214利用低温玻璃焊料213直接与氧化铝陶瓷垫块217表面固定,但是,低温玻璃焊料213采用激光加热熔接,低温玻璃焊料213、氧化铝陶瓷垫块217以及热沉211三者之间的焊点多,以及各材料的热膨胀系数不同,激光器组件在使用过程中,就会因产生应力不匹配,容易导致透镜型裸光纤214的透镜端面相对激光器芯片212产生位移,从而导致耦合光功率降低,激光器组件性能劣化、输出光功率不稳定;另一方面由于激光加热低温玻璃焊料时,可能对光纤焊点处造成微创伤,形成器件可靠性隐患。
技术实现思路
为克服以上缺点,本专利技术提供一种性能稳定的。 为达到以上专利技术目的,本专利技术提供,包括以下:A、预装激光器组件,包括一激光器组件管壳,管壳内设有一热沉,一激光器芯片固定于所述热沉表面;B、上夹具:将预装激光器组件放入耦合夹具中固定,将裸光纤通过尾管穿入壳体,光纤前端置于所述热沉表面;C、调整光纤:用耦合夹具夹子夹持裸光纤,调整裸光纤端面与激光器芯片输出光端面的相对位置,使光纤输出光功率达到理想值;D、固定裸光纤:裸光纤与热沉接触面之间放置低温玻璃焊料,打开激光熔接焊机,在氮气保护下,激光加热熔化低温玻璃焊料,使裸光纤、热沉表面充分与低温玻璃焊料熔接,并用耦合夹具夹子将裸光纤提升一定补偿量,克服由于低温玻璃焊料凝固对光纤下拉位移的影响,然后使低温玻璃焊料缓慢冷却,完成光纤固定。 为避免激光加热低温玻璃焊料时,可能对裸光纤焊点处造成的微创伤,影响器件的可靠性,在裸光纤与热沉的焊点处再加少量低温玻璃焊料,激光加热使低温玻璃焊料熔融并包住焊点,特别是裸光纤在裸光纤与热沉的焊点处露出部分是保护重点。 为消除光纤固定加工产生的应力,在裸光纤焊点处激光加热至100°C?150°C,然后缓慢冷却退火,消除应力。 上述蝶型激光器组件的光纤耦合固定方法,不管是普通的裸光纤,还是透镜型裸光纤,光纤表面均不需要金属化镀金,可以降低成本,且采用低温玻璃焊料熔接,将裸光纤直接与热沉固定,由于采用的材料热膨胀系数相近,且低温玻璃焊点经原位低温退火,释放较大部分应力,因残余应力释放使光纤偏移的可能极小,不会因此导致光功率变化,从而提高整个激光器组件的稳定性和可靠性。 【附图说明】 图1表示第一种现有技术的蝶型封装激光器组件结构示意图; 图2表示第二种现有技术的蝶型封装激光器组件结构示意图; 图3表示本专利技术蝶型封装激光器组件第一实施例结构示意图; 图4表示本专利技术蝶型封装激光器组件第二实施例结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图详细描述本专利技术最佳实施例。 如图3所示第一实施例的蝶型封装激光器组件300,包括:一激光器组件管壳310,管壳内设有一热沉311, —激光器芯片312和一透镜装置313分别用双光束激光焊固定于热沉311表面,一裸光纤315光端面穿过尾管316进入管壳310并由耦合夹具夹子317夹持置于热沉311表面,透镜装置313将激光器芯片312出射光汇聚至裸光纤315光端面,裸光纤315通过低温玻璃焊料314激光熔融直接与热沉311固定。为了使组件更好地隔离反向光,透镜装置313与裸光纤315光端面之间还可以装置一光隔离器。 如图4所示第二实施例的蝶型封装激光器组件400,包括:一激光器组件管壳410,管壳内设有一热沉411,一激光器芯片412固定于热沉411表面,一透镜型裸光纤414透镜端面穿过尾管415进入管壳410并由耦合夹具夹子416夹持,置于热沉411表面,激光器芯片412出射光耦合至透镜型裸光纤414透镜端面,透镜型裸光纤414通过低温玻璃焊料413激光熔融与热沉412固定。此结构中,由于采用了透镜型裸光纤414,即光纤端面呈透镜状,能将激光器芯片412出射光有效地耦合输出,不需要第一实施例中的透镜装置313,使整个组件结构更紧凑,成本更低,并且稳定性更好。 上述两种结构的蝶型封装激光器组件,其光纤耦合固定方法,包括以下步骤: A、预装激光器组件,包括一激光器组件管壳,管壳内设有一热沉,一激光器芯片分别固定于热沉表面,如果是普通裸光纤,还需要增加一透镜装置,如果是透镜型裸光纤,则不需要透镜装置; B、上夹具:将预装激光器组件放入耦合夹具中固定,将裸光纤通过尾管穿入壳体; C、调整光纤:用耦合夹具夹子夹持裸光纤,调整裸光纤端面与激光器芯片输出光端面或透镜装置的相对位置,使光纤输出光功率达到理想值; D、固定裸光纤:裸光纤与热沉接触面之间放置低温玻璃焊料,打开激光熔接焊机,在氮气保护下,激光加热熔化低温玻璃焊料,使裸光纤、热沉表面充分与低温玻璃焊料熔接固定,由于低温玻璃焊料凝固时对裸光纤有向下拉力,用耦合夹具夹子将裸光纤提升一定补偿量,使低温玻璃焊料缓慢冷却,完成光纤固定。 E、光纤固定点的保护:在完成了光纤固定步骤后,为避免激光加热低温玻璃焊料时,可能对裸光纤焊点处造成的微创伤,影响器件的可靠性,在裸光纤与热沉的焊点处再加少量低温玻璃焊料,激光加热使低温玻璃焊料熔融并包住原焊点,特别是裸光纤在裸光纤与热沉的焊点处露出部分是保护重点; F、光纤固定的退火:为消除光纤固定加工产生的应力,在裸光纤焊点处激光加热至100°C?150°c,然后缓慢冷却退火,消除应力。上述两种结构的蝶型封装激光器组件,不管是普通的裸光纤,还是透镜型裸光纤,光纤表面均不需要金属化镀金,可以降低成本,且采用低温玻璃焊料熔接,将裸光纤直接与热沉固定,由于采用的材料热膨胀系数相近,且低温玻璃焊点经原位低温退火,释放较大部分应力,因残余应力释放使光纤偏移的可能极小,不会因此导致光功率变化,从而提高整个激光器组件的稳本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种蝶型激光器组件的光纤耦合固定方法,其特征在于,包括以下:A、预装激光器组件,包括一激光器组件管壳,管壳内设有一热沉,一激光器芯片固定于所述热沉表面;B、上夹具:将预装激光器组件放入耦合夹具中固定,将裸光纤通过尾管穿入壳体,光纤前端置于所述热沉表面;C、调整光纤:用耦合夹具夹子夹持裸光纤,调整裸光纤端面与激光器芯片输出光端面的相对位置,使光纤输出光功率达到理想值;D、固定裸光纤:裸光纤与热沉接触面之间放置低温玻璃焊料,打开激光熔接焊机,在氮气保护下,激光加热熔化低温玻璃焊料,使裸光纤、热沉表面充分与低温玻璃焊料熔接,并用耦合夹具夹子将裸光纤提升一定补偿量,克服由于低温玻璃焊料凝固对光纤下拉位移的影响,然后使低温玻璃焊料缓慢冷却,完成光纤固定。

【技术特征摘要】
1.一种蝶型激光器组件的光纤耦合固定方法,其特征在于,包括以下:A、预装激光器组件,包括一激光器组件管壳,管壳内设有一热沉,一激光器芯片固定于所述热沉表面;B、上夹具:将预装激光器组件放入耦合夹具中固定,将裸光纤通过尾管穿入壳体,光纤前端置于所述热沉表面;C、调整光纤:用耦合夹具夹子夹持裸光纤,调整裸光纤端面与激光器芯片输出光端面的相对位置,使光纤输出光功率达到理想值;D、固定裸光纤:裸光纤与热沉接触面之间放置低温玻璃焊料,打开激光熔接焊机,在氮气保护下,激光加热熔化低温玻...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄章勇廖名典
申请(专利权)人:江西飞信光纤传感器件有限公司
类型:发明
国别省市:江西;36

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