一种半导体激光器透镜光纤一体式耦合装置的制作方法

本实用新型属于光电子器件技术领域，具体涉及一种半导体激光器透镜光纤一体式耦合装置。

背景技术：

在光电子器件领域，耦合工艺是半导体激光器封装过程中一个非常重要的工艺，直接决定着半导体激光器的性能。目前普遍的耦合工艺是采用准直透镜、隔离器以及聚焦透镜等工具一步一步地进行耦合，最后再与光纤进行耦合，使得耦合操作难度大，严重影响了生产效率。

技术实现要素：

针对现有的耦合方式耦合生产效率低且操作难度大的问题，本实用新型提出了一种半导体激光器透镜光纤一体式耦合装置，解决了现有半导体激光器耦合效率生产低且稳定性差的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种半导体激光器透镜光纤一体式耦合装置，包括散热板，散热板的一侧设有基板，散热板的另一侧设有光纤套管，且基板和光纤套管之间设有聚焦透镜组；所述基板上设有激光器芯片，光纤套管中设有光纤，且聚焦透镜组和光纤套管均设置在激光器芯片的光路上，激光器芯片发出的光通过聚焦透镜组聚焦后，耦合进入光纤。

所述散热板的下部设有半导体制冷器。

所述聚焦透镜组包括透镜组底座，透镜组底座固定设置在散热板上，透镜组底座上依次设有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽中设有准直透镜，第二凹槽中设有隔离器，第三凹槽中设有聚焦透镜，且准直透镜、隔离器和聚焦透镜的中心线均位于同一直线上，激光器芯片所射出光依次经过准直透镜、隔离器和聚焦透镜后与光纤相耦合。

所述散热板的中部设有光路槽，透镜组底座通过透镜组支架固定设置在光路槽中。

所述光纤套管通过光纤支架固定设置在散热板上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型将准直透镜、隔离器和聚焦透镜通过激光焊接的方式与透镜组底座形成一个聚焦透镜组，光纤套管对光纤进行定位，激光器芯片的光经过聚焦透镜组聚焦后再与光纤进行耦合，在工厂生产中通过使用本装置能够快速实现半导体激光器的耦合工艺；具有操作方便、易于实施、耦合生产效率高的特点，在降低人工成本的同时提高了生产效率，有利于大规模扩产，可显著提升经济效益，适合于工业推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为基板与激光器芯片的连接示意图。

图中，1为半导体制冷器，2为散热板，2-1为光路槽，3为基板，4为激光器芯片，5为准直透镜，6为隔离器，7为透镜组底座，8为聚焦透镜，9为透镜组支架，10为光纤支架，11为光纤套管，12为光纤。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种半导体激光器透镜光纤一体式耦合装置，如图1所示，包括散热板2，散热板2的上下面均为平面，散热板2的中部设有光路槽2-1，光路槽2-1的底部为平面，光路槽2-1的一侧设有基板3，光路槽2-1的另一侧设有光纤套管11，光路槽2-1中设有聚焦透镜组，聚焦透镜组对激光器芯片4所发射的光起到聚焦的作用；所述基板3上设有激光器芯片4，基板3做为激光器芯片4的载体，起到电气隔离散热板2的作用，基板3为陶瓷基板，确保激光器芯片4所产生的热量依然可以通过基板3传导到散热板2；所述散热板2的下部固定设有半导体制冷器1，半导体制冷器1起到制冷的作用；光纤套管11的中部设有光纤12，且光纤套管11和聚焦透镜组均设置在激光器芯片4的光路上，激光器芯片4发出的光通过聚焦透镜组聚焦后，耦合进入光纤12中，此也即为激光器芯片4的光路方向。

所述聚焦透镜组包括透镜组底座7，光路槽2-1上固定设有透镜组支架9，透镜组支架9的中部设有固定槽，固定槽的底部为平面，透镜组底座7固定设置在固定槽中；聚焦透镜组通过透镜组支架9固定在光路槽2-1中，避免透镜组支架9与散热板2固定后聚焦透镜组的位置出现移动，方便再次结合光纤12对透镜组底座7的位置进行固定，进一步提高耦合精度；透镜组底座7上依次设有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽均为半圆形槽，三个半圆形槽的圆心设置在同一直线上，以更好地调整三个半圆形槽中的光学器件；第一凹槽中固定设有准直透镜5，准直透镜5可以将激光器芯片4发出的发散光变成准直光输出，第二凹槽中固定设有隔离器6，隔离器6用于隔离后向传输光路中反射回来的光，防止光路中的后向传输光对激光器芯片以及光路系统产生不良影响，隔离器6只允许特定范围波长的光单向通过，第三凹槽中固定设有聚焦透镜8，聚焦透镜8可以将准直光折射在一个点上，进而耦合到光纤中；准直透镜5、隔离器6和聚焦透镜8的中心线均位于同一直线上，激光器芯片4位于准直透镜5的中心线上，并靠近准直透镜5，以使激光器芯片4所发射出光依次经过准直透镜5、隔离器6和聚焦透镜8后与光纤12相耦合；激光器芯片4的发射角小于准直透镜5的通光孔径，使准直透镜5在对焦时通光孔径能全部接收到激光器芯片4所发射的激光，聚焦透镜8的通光孔径大于准直透镜5和隔离器6的通光孔径，以降低装配误差。

所述光纤套管11通过光纤支架10固定设置在散热板2上，光纤支架10包括半圆环架，半圆环架的直径略大于光纤套管11的直径，半圆环架与光纤套管11相配合，半圆环架的两侧对称设有固定板，半圆环架通过固定板与散热板2相连接，以对光纤套管11进行固定；光纤套11耦合在聚焦透镜8的后焦点处，由于光纤前端面处为6°斜平面镜面，能够更好地保证耦合效率和反射。

本实施例中，散热板2、光纤套管11、准直透镜5、隔离器6和聚焦透镜8的外框架、透镜组底座7和透镜组支架9均采用可伐4j29所制成，方便焊接，且导热性能好，热膨胀系数小，能够保证工艺稳定性；所述光纤套管11为光纤镀金可伐管，散热板2为热沉；准直透镜5的前焦距的选取范围为0.1-0.5mm，通光口径的选取范围为大于1mm，入射波长范围为1250nm-1700nm；聚焦透镜8的后焦距的选取范围为2-3mm，通光口径的选取范围为大于1.5mm，入射波长范围为1250nm-1700nm。

本实用新型的制作方法：

s1，如图3所示，在基板3上预镀焊料，然后通过共晶焊接工艺将激光器芯片4焊接到基板3的一侧，以形成一个整体的coc组件。

s2，如图1所示，将coc组件通过焊接工艺焊接到散热板2上。

s3，将散热板2通过回流焊工艺焊接到半导体制冷器1上。

s4，将准直透镜5、隔离器6和聚焦透镜8通过激光焊接分别焊接到透镜组底座7的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽中，以形成聚焦透镜组。

s5，将聚焦透镜组放入透镜组支架9的固定槽中，将透镜组支架9放入光路槽2-1中，结合光纤12并通过移动透镜组支架9在光路槽2-1中的位置找光，当光功率最大时，将透镜组支架9通过激光与散热板2焊接；然后再以同样的方式将透镜组底座7与透镜组支架9焊接。

s6，最后以同样的方式依次将光纤支架10与散热板2进行激光焊接，将光纤套管11与光纤支架10进行激光焊接，如此便可完成一体式耦合装置的制作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。