一种超辐射发光二极管制造技术

本实用新型专利技术提供一种超辐射发光二极管，将二极管芯片通过热沉设置于制冷器上，由于二极管芯片的温度同制冷器温度基本一致，因此将热敏电阻检测制冷器温度视为检测二极管芯片温度，通过将热敏电阻直接设置于制冷器上，避免热敏电阻同制冷器之间存在过多间隔，减少热敏电阻对制冷器温度以及二极管芯片温度检测的滞后性，更快获得制冷器的温度来对其进行温度调控，进而减少二极管芯片光源的启动时间；通过在二极管芯片后设置准直透镜以及在尾管处设置准直器，从而将从二极管芯片发射的光信号进行准直输出，再与所述准直器耦合对准，从而降低了耦合难度提高了耦合效率；通过在尾管内设置隔离器，从而隔绝反向传输光回到二极管芯片中。片中。片中。

【技术实现步骤摘要】
一种超辐射发光二极管


[0001]本技术涉及传感领域，具体为一种超辐射发光二极管。

技术介绍

[0002]光纤传感器(FOS，Fiber Optic Sensor)是一种基于Sagnac效应的光电惯性敏感器件，在实际应用中要求有较宽的工作温度范围，工作温度范围为
‑
55℃～85℃，超辐射发光二极管作为FOS的主要器件，受温度变化的影响较大，因此需要对超辐射发光二极管进行温度控制。超辐射发光二极管器件一般由管壳、半导体制冷器、二极管芯片、热沉、过渡热沉、热敏电阻、光纤组件和镍支架构成；二极管芯片产生光源；热敏电阻负责探测二极管芯片的温度；制冷器根据热敏电阻探测到的二极管芯片温度负责给二极管芯片制热或制冷使其维持在恒定温度。
[0003]现有技术中，发光二极管器件的温度控制常以闭环的方式实现：热敏电阻受二极管芯片附近的温度变化而产生阻值变化，然后PID温度控制电路计算得到所需的温控参数，并将温控参数发送至制冷器从而对二极管芯片实施温度控制；在整个温度控制过程中，热敏电阻充当温度传感器；在现有技术方案中，热敏电阻一般和二极管芯片一起被焊接在过渡热沉上，过渡热沉被焊接在热沉上，热沉焊接在制冷器上，热敏电阻虽然靠近二极管芯片，但与制冷器之间有热沉和过渡热沉间隔，热敏电阻对温度信号的传输具有一定的滞后性，导致目前光源的启动时间较长，其中启动时间定义为：驱动电源开启后，光源功率达到稳定输出值的
±
30％所用的时间。
[0004]并且现有的超辐射发光二极管器件中，大多使用金属化光纤组件，通过激光焊接的方式实现尾纤耦合输出；该种封装方式耦合效率较低，且反向传输光会回到超辐射发光二极管芯片中，导致二极管芯片输出功率降低、纹波增大，成为限制光纤传感系统性能的重要因素，且金属化光纤组件成本较高、耦合难度大。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是如何加快二极管芯片的光源启动速度以及提升光信号的耦合效率。
[0006]为解决上述问题，本技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，一种超辐射发光二极管，包括：管壳1、制冷器2、热敏电阻3、热沉4、二极管芯片5、准直透镜6和准直器7，其中：
[0008]所述管壳1包括框体11和尾管12，所述制冷器2设置于所述框体11内部；
[0009]所述热沉4设置于所述制冷器2上，所述二极管芯片5设置于所述热沉4上，并且所述二极管芯片5的出光口朝向所述尾管12的方向；
[0010]所述准直透镜6设置于所述热沉4上并位于所述二极管芯片5的出光口前端，同二极管芯片5光路匹配对准；
[0011]所述制冷器2上还设置有所述热敏电阻3，所述热敏电阻3用于检测所述制冷器2的
温度从而得到二极管芯片5的温度，根据所述热敏电阻3检测到的温度调控所述制冷器2，从而对二极管芯片5温度进行调节；
[0012]所述准直器7一端设置于所述尾管12内部，并朝向所述二极管芯片5方向，另一端伸出尾管12并同光纤9对接，所述准直透镜6和所述准直器7用于将来自二极管芯片5光信号进行准直并通过光纤9输出。
[0013]优选的，所述尾管12内部还设置有隔离器8，所述隔离器8位于所述准直器7之前，所述隔离器8为环状，用于隔离反射光回到所述二极管芯片5中。
[0014]优选的，所述准直器7伸出尾管12的外部一端有一段保偏或单模光纤输出。
[0015]优选的，所述热沉4为台阶状，所述热沉4包括至少两个台阶层级，所述二极管芯片5和所述准直透镜6分别设置在不同的台阶层级，所述二极管芯片5所在的台阶层级高于所述准直透镜6所在的台阶层级，从而让所述二极管芯片5的出光口对准准直透镜6的高位部分。
[0016]优选的，所述框体11两侧共设置有6根或者8根引脚111。
[0017]优选的，所述引脚111于所述管壳1内部同所述二极管芯片5和/或所述热敏电阻3和/或所述制冷器2相接。
[0018]优选的，所述尾管12同所述框体11的对接位置设置有光窗112，来自所述二极管芯片5的光信号经过所述光窗112输送至所述尾管12内部。
[0019]优选的，所述尾管12末端设置有橡胶管，所述橡胶管呈台阶状或者圆台状，并向所述准直器7收束，用于保护准直器7。
[0020]优选的，所述热敏电阻3上覆盖有隔热胶。
[0021]优选的，所述框体11内部填充有氮气。
[0022]本技术提供一种超辐射发光二极管，将二极管芯片通过热沉设置于制冷器上，由于二极管芯片的温度同制冷器温度基本一致，因此将热敏电阻检测制冷器温度视为检测二极管芯片温度，通过将热敏电阻直接设置于制冷器上，避免热敏电阻同制冷器之间存在过多间隔，减少热敏电阻对制冷器温度以及二极管芯片温度检测的滞后性，更快获得制冷器上表面的温度来对其进行温度调控，从而更快调节二极管芯片的温度，进而减少二极管芯片光源的启动时间；通过在二极管芯片后设置准直透镜以及在尾管处设置准直器，从而将从二极管芯片发射的光信号进行准直输出，再与所述准直器耦合对准，从而降低了耦合难度提高了耦合效率。
[0023]进一步的，通过在尾管内设置隔离器，从而隔绝反向传输光回到二极管芯片中。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本技术实施例提供的一种超辐射发光二极管的结构示意图；
[0026]图2是本技术实施例提供的另一种超辐射发光二极管的结构示意图；
[0027]图3是本技术实施例提供的一种超辐射发光二极管的侧视图；
[0028]图4是本技术实施例提供的一种超辐射发光二极管的剖视图；
[0029]图5是本技术实施例提供的一种超辐射发光二极管的俯视图；
[0030]图6是本技术实施例提供的又一种超辐射发光二极管的结构示意图；
[0031]其中，附图标记对应如下：
[0032]管壳1；框体11；引脚111；光窗112；尾管12；制冷器2；热敏电阻3；热沉4；二极管芯片5；准直透镜6；准直器7；隔离器8；光纤9。
【具体实施方式】
[0033]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0034]在本技术的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术而不是要求本技术必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超辐射发光二极管，其特征在于，包括：管壳(1)、制冷器(2)、热敏电阻(3)、热沉(4)、二极管芯片(5)、准直透镜(6)和准直器(7)，其中：所述管壳(1)包括框体(11)和尾管(12)，所述制冷器(2)设置于所述框体(11)内部；所述热沉(4)设置于所述制冷器(2)上，所述二极管芯片(5)设置于所述热沉(4)上，并且所述二极管芯片(5)的出光口朝向所述尾管(12)的方向；所述准直透镜(6)设置于所述热沉(4)上并位于所述二极管芯片(5)的出光口前端，同二极管芯片(5)光路匹配对准；所述制冷器(2)上还设置有所述热敏电阻(3)，所述热敏电阻(3)用于检测所述制冷器(2)的温度从而得到二极管芯片(5)的温度，根据所述热敏电阻(3)检测到的温度调控所述制冷器(2)，从而对二极管芯片(5)温度进行调节；所述准直器(7)一端设置于所述尾管(12)内部，并朝向所述二极管芯片(5)方向，另一端伸出尾管(12)并同光纤(9)对接，所述准直透镜(6)和所述准直器(7)用于将来自二极管芯片(5)光信号进行准直并通过光纤(9)输出。2.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述尾管(12)内部还设置有隔离器(8)，所述隔离器(8)位于所述准直器(7)之前，所述隔离器(8)为环状，用于隔离反射光回到所述二极管芯片(5)中。3.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述准直器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛玉秀，陈小梅，谭曼，李彬，罗杰甫，王罗，李喜，杜闯，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：