一种高度集成的光纤激光器制造技术

本技术涉及一种高度集成的光纤激光器，其包括在自由空间二维或三维集成封装在一个壳体内的信号光芯片、第一快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜、第一隔离器、温度控制器、第一耦合透镜、第一输出光纤、泵浦芯片、第二快轴准直透镜、第二慢轴准直透镜、反射镜、第二耦合透镜、第二输出光纤、第二隔离器、第三耦合透镜和第三输出光纤；所述第一输出光纤、第二输出光纤之间连接有增益光纤。本技术将除增益光纤以外的其他有源器件与无源器件都封装在同一个壳体内，具有结构紧凑、光纤连接点少的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光雷达，具体涉及一种高度集成的光纤激光器。

技术介绍

1、在激光雷达光源实际生产过程中，普通光纤激光放大器通常由连接在线分立器件的方式来实现，存在体积大、光纤连接点多、自动化制造困难等问题。此外，实际应用中客户对已有产品进行参数变更、实时升级有更高的要求，目前普通在线分立器件的实现方式存在变更耗时、升级较难、更换过程中可能损坏在线分立器件等问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，同时进一步降低批量生产的制造成本，本技术提供一种高度集成的光纤激光器。

2、为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：

3、一种高度集成的光纤激光器，包括在自由空间二维或三维集成封装在一个壳体内的信号光芯片、第一快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜、第一隔离器、温度控制器、第一耦合透镜、第一输出光纤、泵浦芯片、第二快轴准直透镜、第二慢轴准直透镜、反射镜、第二耦合透镜、第二输出光纤、第二隔离器、第三耦合透镜和第三输出光纤；所述第一快轴准直透镜用于对所述信号光芯片发出的信号光的快轴进行准直，所述第一慢轴准直透镜对信号光的慢轴进行准直，形成一束准直后的信号光并输入到所述第一隔离器中，而后被所述第一耦合透镜耦合到所述第一输出光纤中；所述第二快轴准直透镜用于对所述泵浦芯片发出的泵浦光的快轴进行准直，所述第二慢轴准直透镜对泵浦光的慢轴进行准直，形成一束准直后的泵浦光并输入到所述反射镜上，而后透射到所述第二耦合透镜上被耦合到所述第二输出光纤中；所述反射镜镀有泵浦光的增透膜和信号光的高反膜，把准直后的泵浦光透射到所述第二耦合透镜上，让放大后的信号光反射到所述第二隔离器上；所述第一耦合透镜、第二耦合透镜、第三耦合透镜分别把准直后的信号光、准直后的泵浦光和放大的信号光对应输入到所述第一输出光纤、第二输出光纤、第三输出光纤中；所述第一隔离器、第二隔离器用于隔离后向反射的信号光；所述第一输出光纤、第二输出光纤之间连接有增益光纤，所述增益光纤用于放大信号光；所述温度控制器用于控制信号光芯片温度。

4、进一步的，所述泵浦光和信号光在增益光纤内方向相反，形成反向泵浦；

5、或者，所述泵浦光和信号光在增益光纤内在同一方向，形成同向泵浦；

6、或者，所述泵浦光和信号光在增益光纤内方向相同和相反兼有，形成双向泵浦；

7、反向泵浦时，准直后的信号光、泵浦光的光斑中心的高低差为0.5mm-5mm；

8、同向泵浦时，准直后的信号光、泵浦光的中心重叠，与放大信号光的光斑中心的高低差为0.5mm-5mm。

9、进一步的，所述信号光芯片与泵浦芯片采用一体化散热方式或采用分别独立散热的方式。

10、进一步的，所述信号光芯片、泵浦光芯片管脚电连线方式采用超声波铝线热压焊、超声波金丝球焊接或热超声金丝楔焊。

11、进一步的，所述第一快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜、第二快轴准直透镜、第二慢轴准直透镜采用光纤透镜或柱面镜；所述反射镜为平面反射镜或三角棱镜。

12、进一步的，所述壳体的形状为长方体、圆柱体或者其他任意规则或不规则的形状；所述壳体的材质为铜合金、铝合金或者其他任意导热良好的材料；所述壳体密封工艺采用激光封焊或超声密封焊方式进行。

13、进一步的，所述增益光纤盘绕于独立的光纤槽中，且该光纤槽设有盖板进行保护。

14、本技术采用以上技术方案，具有的有益效果为：本技术将除增益光纤以外的其他有源器件与无源器件都封装在同一个壳体内，具有结构紧凑、光纤连接点少的优点。壳体有源器件和无源器件的安装位置刻有模板图像，通过摄像机捕捉模板图像识别图像特征、处理器处理捕捉图像进行实时定位，较易实现基片上源器件和无源器件的有序自动化装配。随着需求量增加，自动化装配能够大幅度降低批量生产的制造成本。此外，该设计将增益光纤与其他元器件分开、单独放置于光纤槽中，容易根据客户实时参数变更需求进行相应的增益光纤变更，具有易变更升级、通用性高等特点。

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【技术保护点】

1.一种高度集成的光纤激光器，其特征在于：包括在自由空间二维或三维集成封装在一个壳体内的信号光芯片、第一快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜、第一隔离器、温度控制器、第一耦合透镜、第一输出光纤、泵浦芯片、第二快轴准直透镜、第二慢轴准直透镜、反射镜、第二耦合透镜、第二输出光纤、第二隔离器、第三耦合透镜和第三输出光纤；所述第一快轴准直透镜用于对所述信号光芯片发出的信号光的快轴进行准直，所述第一慢轴准直透镜对信号光的慢轴进行准直，形成一束准直后的信号光并输入到所述第一隔离器中，而后被所述第一耦合透镜耦合到所述第一输出光纤中；所述第二快轴准直透镜用于对所述泵浦芯片发出的泵浦光的快轴进行准直，所述第二慢轴准直透镜对泵浦光的慢轴进行准直，形成一束准直后的泵浦光并输入到所述反射镜上，而后透射到所述第二耦合透镜上被耦合到所述第二输出光纤中；所述反射镜镀有泵浦光的增透膜和信号光的高反膜，把准直后的泵浦光透射到所述第二耦合透镜上，让放大后的信号光反射到所述第二隔离器上；所述第一耦合透镜、第二耦合透镜、第三耦合透镜分别把准直后的信号光、准直后的泵浦光和放大的信号光对应输入到所述第一输出光纤、第二输出光纤、第三输出光纤中；所述第一隔离器、第二隔离器用于隔离后向反射的信号光；所述第一输出光纤、第二输出光纤之间连接有增益光纤，所述增益光纤用于放大信号光；所述温度控制器用于控制信号光芯片温度。

2.根据权利要求1所述的一种高度集成的光纤激光器，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种高度集成的光纤激光器，其特征在于：所述信号光芯片与泵浦芯片采用一体化散热方式或采用分别独立散热的方式。

4.根据权利要求1所述的一种高度集成的光纤激光器，其特征在于：所述信号光芯片、泵浦光芯片管脚电连线方式采用超声波铝线热压焊、超声波金丝球焊接或热超声金丝楔焊。

5.根据权利要求1所述的一种高度集成的光纤激光器，其特征在于：所述第一快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜、第二快轴准直透镜、第二慢轴准直透镜采用光纤透镜或柱面镜；所述反射镜为平面反射镜或三角棱镜。

6.根据权利要求1所述的一种高度集成的光纤激光器，其特征在于：所述壳体的形状为长方体、圆柱体；所述壳体的材质为铜合金、铝合金；所述壳体密封工艺采用激光封焊或超声密封焊方式进行。

7.根据权利要求1所述的一种高度集成的光纤激光器，其特征在于：所述增益光纤盘绕于独立的光纤槽中，且该光纤槽设有盖板进行保护。

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【技术特征摘要】

1.一种高度集成的光纤激光器，其特征在于：包括在自由空间二维或三维集成封装在一个壳体内的信号光芯片、第一快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜、第一隔离器、温度控制器、第一耦合透镜、第一输出光纤、泵浦芯片、第二快轴准直透镜、第二慢轴准直透镜、反射镜、第二耦合透镜、第二输出光纤、第二隔离器、第三耦合透镜和第三输出光纤；所述第一快轴准直透镜用于对所述信号光芯片发出的信号光的快轴进行准直，所述第一慢轴准直透镜对信号光的慢轴进行准直，形成一束准直后的信号光并输入到所述第一隔离器中，而后被所述第一耦合透镜耦合到所述第一输出光纤中；所述第二快轴准直透镜用于对所述泵浦芯片发出的泵浦光的快轴进行准直，所述第二慢轴准直透镜对泵浦光的慢轴进行准直，形成一束准直后的泵浦光并输入到所述反射镜上，而后透射到所述第二耦合透镜上被耦合到所述第二输出光纤中；所述反射镜镀有泵浦光的增透膜和信号光的高反膜，把准直后的泵浦光透射到所述第二耦合透镜上，让放大后的信号光反射到所述第二隔离器上；所述第一耦合透镜、第二耦合透镜、第三耦合透镜分别把准直后的信号光、准直后的泵浦光和放大的信号光对应输入到所述第一输出光纤、第二输出光纤、第三输出光纤中；所述第一隔离器、第二隔离器用于隔离后向反射的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张党卫，王茜，范鄂闽，张哨峰，凌吉武，
申请(专利权)人：福建海创光电技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：