无背光监测的TO-CanLD组件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及激光技术领域，且公开了无背光监测的TO

【技术实现步骤摘要】
无背光监测的TO
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CanLD组件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及激光
，具体为无背光监测的TO
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CanLD组件及其制备方法。

技术介绍

[0002]TO
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CanLD封装半导体激光器具有体积小，能耗低，寿命长的使用特点，广泛应用于光纤通信和光纤传感，TO
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CanLD封装半导体激光器理论使用过程中，无须制冷，但是在实际使用过程中，往往由于外部因素或者其他限制情况，导致在使用过程中，温漂系数增高，导致稳定性降低，影响实际使用效用，针对特殊过热情况下使用抗性差，且现有TO
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CanLD封装半导体激光器制备工艺复杂，引脚安装过程中，均通过键合金丝连接，增加成本，同时通过银胶进行固定PD芯片，增加脱落风险，影响激光器产品的质量稳定性。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了无背光监测的TO
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CanLD组件及其制备方法，具备在高温环境下的工作的抗性，有效保证半导体激光器的温度稳定性，提高适应范围，且安装工艺简单，制备过程中减少金丝的使用，节约成本，同时通过焊接固定，增加激光器产品的质量稳定性的优点。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：无背光监测的TO
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CanLD组件，包括包括TO基座、引脚、引脚定位块、绝缘套、探测芯片垫块、背光探测器、键合金丝、热沉、散热层、后盖层、进水腔、导引腔、分水腔、第一连接孔、第二连接孔、过渡腔、排水槽、第三连接孔、出水腔、半导体激光器、光束整形系统、透镜光学系统、半导体制冷片、热敏电阻、TO管帽。
[0005]上述各结构的位置及连接关系如下：
[0006]所述TO基座的内部固定连接有引脚，TO基座的顶部固定连接有探测芯片垫块，探测芯片垫块的顶部固定连接有背光探测器，背光探测器和引脚之间连接有键合金丝，TO基座的顶部固定连接有热沉，热沉的外部固定连接有半导体激光器，热沉的顶部固定连接有光束整形系统，热沉的外部固定连接有半导体制冷片，热沉的外部底侧固定连接有热敏电阻，TO基座的顶部固定连接有TO管帽，TO基座的顶部轴心设置有透镜光学系统。
[0007]优选的，所述引脚和TO基座之间设置有绝缘套，TO基座开设有适配连接孔，绝缘套连接在连接孔内，引脚连接在绝缘套内，引脚顶部高于TO基座的顶面，引脚的顶部固定连接有引脚定位块。
[0008]优选的，所述引脚设置有三组，其中一组引脚设置的引脚定位块和探测芯片垫块固定连接，且其引脚和背光探测器电连接，另外两组引脚通过键合金丝和背光探测器电连接。
[0009]优选的，所述热沉包括散热层和后盖层，散热层的内部开设有进水腔、导引腔、分水腔、第一连接孔、第二连接孔、过渡腔、排水槽、第三连接孔和出水腔，进水腔和导引腔连通，第一连接孔连通导引腔和分水腔，第二连接孔连通分水腔和过渡腔，第三连接孔连通过渡腔和排水槽，排水槽和出水腔相互连通。
[0010]优选的，所述进水腔、导引腔、分水腔、第一连接孔、第二连接孔、过渡腔和第三连接孔均设置有两组，每组连接方式相同，对称开设在排水槽的两侧，第三连接孔开设在排水槽和过渡腔的顶侧。
[0011]优选的，每组所述分水腔设置有若干个，若干个分水腔均匀设置在导引腔和过渡腔之间，每个分水腔均通过第一连接孔和第二连接孔与两端连通，且第二连接孔的孔径小于第一连接孔的孔径。
[0012]优选的，所述背光探测器、半导体激光器、光束整形系统和透镜光学系统均处于TO管帽的圆心轴线上。
[0013]优选的，所述半导体制冷片和热敏电阻组成散热控温系统，热敏电阻和半导体制冷片电连接，半导体制冷片的制冷端和热沉连接。
[0014]一项所述无背光监测的TO
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CanLD组件的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1、制作TO基座，并在TO基座上开设用于安装引脚的连接孔，连接孔的内径与绝缘套的适配，绝缘套和连接孔为过盈配合；
[0016]S2、制作热沉，热沉的散热层和后盖层一体加工成型，散热层和后盖层材料为镍基合金粉或钨铜合金粉，采用D打印成型；
[0017]S3、将S2制作的热沉与TO基座融接，并调整热沉与TO基座的顶面垂直；
[0018]S4、采用LD芯片作为半导体激光器的芯片，采用PD芯片作为背光探测器的芯片，制作引脚及其引脚定位块，制作探测芯片垫块，以绝缘陶瓷为材料制作绝缘套；
[0019]S5、将绝缘套卡接在TO基座的连接孔内，并将引脚固定连接在绝缘套的内部，通过玻璃烧结方式进行连接，将引脚定位块焊接在引脚的顶部，并将其中一个引脚定位块和探测芯片垫块焊接，同时使背光探测器和对应引脚电位连接，对引脚与探测芯片垫块进行整体镀镍镀金操作；
[0020]S6、在热沉安装区域固定半导体激光器，并将半导体激光器与热沉进行焊接，且在焊接时，在半导体激光器和热沉之间涂抹有散热胶，焊接好后的半导体激光器温度降到室温后，使用键合金丝连接半导体激光器和另外两个引脚，将光束整形系统焊接在热沉的顶部，焊接时，控制光束整形系统位于半导体激光器的正上方；
[0021]S7、准备两片半导体制冷片，将两片半导体制冷片分别粘接在热沉的安装区域两侧，并通过半导体制冷片的安装孔滴入锡液，待冷却固定，在热沉的中部底侧通过粘接工艺将热敏电阻和热沉连接，同时电连接热敏电阻和两片半导体制冷片；
[0022]S8、通过粘接工艺将透镜光学系统粘接在TO管帽的顶部中心区域，控制透镜光学系统的轴心和TO管帽的轴心共线；
[0023]S9、在保护气体条件下，进行封帽，将TO管帽与TO基座进行融接，融接过程中保证背光探测器、半导体激光器、光束整形系统和透镜光学系统均处于TO管帽的圆心轴线上。
[0024]有益效果：
[0025]1、该无背光监测的TO
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CanLD组件及其制备方法，制冷水通过进水腔进入导引腔，导引腔通过若干第一连接孔是冷却水进入对应分水腔，经过分水腔对热沉的外表面进行降温，且因为第二连接孔的孔径小于第一连接孔的孔径，从而限制分水腔内部水流的流速，保证冷却的效果，通过将第三连接孔设置在排水槽和过渡腔的顶部，从而保证水流的稳定性。同时导引腔位于半导体制冷片区域，半导体制冷片进一步保证制冷水的温度，有效保证降
温效果，保证该装置在高温环境下的工作稳定性，提高对温度环境的抗性。
[0026]2、该无背光监测的TO
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CanLD组件及其制备方法，通过镍基合金粉或钨铜合金粉进行热沉制作，避免使用铜类合金，从而减少电镀的麻烦，降低制备工艺难度，同时避免镀层的脱落，造成热沉的损坏，提高使用寿命。并通过D打印一体成型，减少焊接的麻烦，同时有效避免热沉内部微通道的堵塞，从而提高加工质量。
[0027]3、该无背光监测的TO
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CanLD组件及其制备方法，通过将半导体激光器与热沉进行焊接，且在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无背光监测的TO
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CanLD组件，包括TO基座(1)，其特征在于：所述TO基座(1)的内部固定连接有引脚(2)，TO基座(1)的顶部固定连接有探测芯片垫块(4)，探测芯片垫块(4)的顶部固定连接有背光探测器(5)，背光探测器(5)和引脚(2)之间连接有键合金丝(6)，TO基座(1)的顶部固定连接有热沉(7)，热沉(7)的外部固定连接有半导体激光器(8)，热沉(7)的顶部固定连接有光束整形系统(9)，热沉(7)的外部固定连接有半导体制冷片(11)，热沉(7)的外部底侧固定连接有热敏电阻(12)，TO基座(1)的顶部固定连接有TO管帽(13)，TO基座(1)的顶部轴心设置有透镜光学系统(10)。2.根据权利要求1所述的无背光监测的TO
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CanLD组件，其特征在于：所述引脚(2)和TO基座(1)之间设置有绝缘套(3)，TO基座(1)开设有适配连接孔，绝缘套(3)连接在连接孔内，引脚(2)连接在绝缘套(3)内，引脚(2)顶部高于TO基座(1)的顶面，引脚(2)的顶部固定连接有引脚定位块(21)。3.根据权利要求2所述的无背光监测的TO
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CanLD组件，其特征在于：所述引脚(2)设置有三组，其中一组引脚(2)设置的引脚定位块(21)和探测芯片垫块(4)固定连接，且其引脚(2)和背光探测器(5)电连接，另外两组引脚(2)通过键合金丝(6)和背光探测器(5)电连接。4.根据权利要求1所述的无背光监测的TO
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CanLD组件，其特征在于：所述热沉(7)包括散热层(71)和后盖层(72)，散热层(71)的内部开设有进水腔(73)、导引腔(74)、分水腔(75)、第一连接孔(76)、第二连接孔(77)、过渡腔(78)、排水槽(79)、第三连接孔(710)和出水腔(711)，进水腔(73)和导引腔(74)连通，第一连接孔(76)连通导引腔(74)和分水腔(75)，第二连接孔(77)连通分水腔(75)和过渡腔(78)，第三连接孔(710)连通过渡腔(78)和排水槽(79)，排水槽(79)和出水腔(711)相互连通。5.根据权利要求4所述的无背光监测的TO
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CanLD组件，其特征在于：所述进水腔(73)、导引腔(74)、分水腔(75)、第一连接孔(76)、第二连接孔(77)、过渡腔(78)和第三连接孔(710)均设置有两组，每组连接方式相同，对称开设在排水槽(79)的两侧，第三连接孔(710)开设在排水槽(79)和过渡腔(78)的顶侧。6.根据权利要求4或5所述的无背光监测的TO
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CanLD组件，其特征在于：每组所述分水腔(75)设置有若干个，若干个分水腔(75)均匀设置在导引腔(74)和过渡腔(78)之间，每个分水腔(75)均通过第一连接孔(76)和第二连接孔(77)与两端连通，且第二连接孔(77)的孔径小于第一连接孔(76)的孔径。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱义龙，张萌，陈研，
申请(专利权)人：武汉斯优光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：