一种适用于半导体激光器光频梳的样品架制造技术

本实用新型专利技术涉及一种适用于半导体激光器光频梳的样品架，属于半导体光电器件技术领域。包括样品底座和样品压块，所述样品底座上设有凸块，所述样品压块与凸块对合固定连接，所述凸块和样品压块的对合面上分别设有弧形槽，两对应的所述弧形槽对合后构成置物孔，实现高频同轴线缆固定于置物孔内；所述样品底座上设有热沉，所述热沉上设有与高频同轴线缆一一对应的激光器，所述高频同轴线缆就近激光器谐振腔设置；所述样品底座上设有安装块，所述样品底座通过所述安装块固定于冷头上。本申请不仅实现光频梳的稳定性；而且保证了低温下半导体激光器能够正常工作；且具有良好的低温低阻特性，能够作为半导体激光器的下电极接线端。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于半导体激光器光频梳的样品架
本技术涉及一种适用于半导体激光器光频梳的样品架，属于半导体光电器件

技术介绍
光频梳是一种由一系列等间距分布且高度稳定的频率线组成的宽谱相干光源。光频梳技术在物质光谱检测、光学原子钟、长途通信以及激光雷达等方面具有重大的应用潜力。此外，基于光频梳技术的双光梳光谱系统，是对于缺乏高效高速探测器的光谱区域(如太赫兹波段)实现快速光谱检测的有效方案。太赫兹量子级联激光器(TerahertzQuantumCascadeLaser,THzQCL)是重要的电泵浦的太赫兹辐射源，具有能量转换效率高、响应速度快、体积小、集成度高、辐射功率大等特点。THzQCL光频梳及双光梳技术对物质太赫兹光谱检测、超快生物分子学、超快表面化学以及超快凝聚态材料物理等方面具有极大的促进作用。THzQCL的工作温度为液氦温度，这对激光器安装稳定性、散热性能以及高频信号传输等方面提出严苛要求。目前，实现光频梳操作的主要方式为采用主动或被动调制，使其成为锁模激光器。其中以射频注入为主的主动锁模方式广泛应用于半导体激光器光频梳中，这就要求半导体激光器在封装中尽可能少的引入寄生电容电感，保证同轴线缆与激光器之间高频信号低损高效传输，实现阻抗匹配。但是由于激光器工作环境的复杂性，尤其是对于低温工作的半导体激光器(如在液氦温度下工作的太赫兹量子级联激光器)，同轴线缆与激光器耦合的稳定性对于光频梳的工作状态尤为重要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种适用于半导体激光器光频梳的样品架，在低温工作环境下，保证高频同轴线缆与激光器耦合的稳定性，实现稳定的光频梳。本技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种适用于半导体激光器光频梳的样品架，包括样品底座和样品压块，所述样品底座上设有凸块，所述样品压块与凸块对合固定连接，所述凸块和样品压块的对合面上分别设有弧形槽，两对应的所述弧形槽对合后构成用于设置高频同轴线缆的置物孔，实现高频同轴线缆固定于置物孔内；所述样品底座上设有热沉，所述热沉上设有与高频同轴线缆一一对应的激光器，所述高频同轴线缆就近激光器谐振腔设置；所述样品底座上设有安装块，所述样品底座通过所述安装块固定于冷头上。所述样品底座、样品压块和热沉均分别为无氧铜结构件，所述样品底座、样品压块和热沉的表面均分别设有镀镍层和镀金层。所述所述镀镍层的厚度为1－9μm，所述镀金层的厚度≧2μm。所述热沉的厚度为2－5mm。所述热沉上表面和下表面分别设有铟片。所述高频同轴线缆裸露的中心铜导体与激光器谐振腔的间距为2－5mm，用于注入与提取射频信号。所述激光器与高频同轴线缆裸露的中心铜导体之间设有微带线，用于实现激光器与高频同轴线缆之间阻抗匹配。与现有技术相比，本技术的优点在于：一种适用于半导体激光器光频梳的样品架，高频同轴线缆通过样品底座和样品压块固定，保证了高频同轴线缆的牢固性，保证高频同轴线缆与激光器耦合的稳定性，实现光频梳的稳定性；采用无氧铜材质制成的样品底座、样品压块和热沉，保证激光器工作过程中产生的热量能够迅速被带走，确保了低温下半导体激光器正常工作；且具有良好的低温低阻特性，能够作为半导体激光器的下电极接线端。附图说明图1为本技术实施例一种适用于半导体激光器光频梳的样品架的示意图；图2为半导体激光器双光梳样品架的的示意图；图中1样品底座、1.1凸块、1.2弧形槽、2样品压块、3安装块、4热沉、5激光器、6微带线。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。如图1所示，本实施例中的一种适用于半导体激光器光频梳的样品架，包括样品底座1和样品压块3，样品底座1侧面设有竖向设置的安装块3，将安装块3固定在JANISST-100低温冷头上，实现样品底座1固定于JANISST-100低温冷头上。样品底座1上设有凸块1.1，凸块1.1与样品压块2上分别开设螺纹孔，样品压块2与凸块1.1通过螺纹杆对合固定连接，凸块1.1和样品压块2对合面上分别设有的弧形槽1.2，两弧形槽1.2对合后构成用于设置高频同轴线缆的置物孔，置物孔的直径与高频同轴线缆的直径相匹配，实现高频同轴线缆固定于置物孔内。样品底座1上设有热沉4，热沉4上表面和下表面分别设有铟片，热沉4通过螺杆与样品底座1固定连接。热沉4上设有激光器5，热沉4与激光器5之间通过高温热熔的铟片粘贴，使得激光器5与样品底座1固定连接。高频同轴线缆裸露的中心铜导体就近激光器5谐振腔设置。当激光器5与高频同轴线缆之间阻抗不匹配时，激光器5与高频同轴线缆之间设有微带线6，微带线6一端与激光器5通过金线连接，微带线6另一端与高频同轴线缆裸露的中心铜导体以按压的方式直接接触，实现激光器5与高频同轴线缆之间阻抗匹配。上述样品底座1、样品压块2和热沉4分别为无氧铜材质制成的结构件，样品底座1、样品压块2和热沉4的表面分别抛光有镀镍层和镀金层，镀镍层的厚度1－9μm；镀金层的厚度≧2μm，热沉的厚度为2－5mm。如图2所述，上述的凸块1.1和样品压块2上也可以开设2个平行设置的弧形槽1.2，使得样品压块2与凸块1.1对合固定后形成2个置物孔，2个置物孔内分别设置高频同轴线缆，实现同时固定两根高频同轴线缆。此时，样品底座1上设有2个激光器5，2根高频同轴线缆分别对应各自的激光器5，形成半导体激光器双光梳的样品架。在本实施例中所用的太赫兹量子级联激光器(THzQCL)的调制频率为6GHz，工作温度为20K，该温度下太赫兹量子级联激光器(THzQCL)的特性阻抗为20Ω。以连续流液氦为降温方式，工作环境由JANISST-100低温冷头提供。如图1所示，为本实施例设计样品底座1、样品压块2和热沉4的材质分别为无氧铜，表面抛光，镀镍层厚度为5μm，镀金层厚度为2μm。安装块3与JANISST-100低温冷头通过螺纹杆方式固定连接。样品底座1厚为3mm，长为56mm，宽为21mm。凸块1.1上的凹陷弧形槽与样品压块2上的凹陷弧形槽相配合，形成直径为4.6mm的置物孔，与射频注入的高频同轴线缆匹配。将高频同轴线缆设于置物孔内，并通过M2螺纹杆将凸块1.1与样品压块2固定连接，保证了低温下高频同轴线缆的牢固性。本申请中的高频同轴线缆通过凸块1.1和样品压块2固定，保证了高频同轴线缆的牢固性，保证高频同轴线缆与激光器耦合的稳定性，实现了光频梳的稳定性；采用无氧铜材质制成的样品底座1、样品压块2和热沉4，保证激光器5工作过程中产生的热量能够迅速被带走，确保了低温下半导体激光器正常工作；且具有良好的低温低阻特性，能够作为半导体激光器的下电极接线端。除上述实施例外，本技术还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于半导体激光器光频梳的样品架，其特征在于：包括样品底座(1)和样品压块(2)，所述样品底座(1)上设有凸块(1.1)，所述凸块(1.1)和样品压块(2)对合固定连接，所述凸块(1.1)与样品压块(2)的对合面上分别设有弧形槽(1.2)，两对应的所述弧形槽(1.2)对合后构成用于设置高频同轴线缆的置物孔，实现高频同轴线缆固定于置物孔内；所述样品底座(1)上设有热沉(4)，所述热沉(4)上设有与高频同轴线缆一一对应的激光器(5)，所述高频同轴线缆就近激光器(5)谐振腔设置；所述样品底座(1)上设有安装块(3)，所述样品底座(1)通过所述安装块(3)固定于冷头上。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于半导体激光器光频梳的样品架，其特征在于：包括样品底座(1)和样品压块(2)，所述样品底座(1)上设有凸块(1.1)，所述凸块(1.1)和样品压块(2)对合固定连接，所述凸块(1.1)与样品压块(2)的对合面上分别设有弧形槽(1.2)，两对应的所述弧形槽(1.2)对合后构成用于设置高频同轴线缆的置物孔，实现高频同轴线缆固定于置物孔内；所述样品底座(1)上设有热沉(4)，所述热沉(4)上设有与高频同轴线缆一一对应的激光器(5)，所述高频同轴线缆就近激光器(5)谐振腔设置；所述样品底座(1)上设有安装块(3)，所述样品底座(1)通过所述安装块(3)固定于冷头上。


2.根据权利要求1所述的一种适用于半导体激光器光频梳的样品架，其特征在于：所述样品底座(1)、样品压块(2)和热沉(4)分别为无氧铜结构件，所述样品底座、样品压块和热沉的表面均分别设有镀镍层和镀金层。

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【专利技术属性】
技术研发人员：沈寒松，黎华，江可佳，吴晋尧，
申请(专利权)人：江苏盖姆纳米材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32