专利名称：一种具有光收发功能的半导体激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光器件，特别是一种具有光收发功能的半导体激光器。
背景技术：
光通信技术作为信息时代的核心技术之一，在语音通信、数据交换、视频传输、传感、精密测量等领域得到广泛的应用。信息的传递离不开对信号的收和发，目前，单纤双向器件作为信号收发的核心器件，当在同一根光纤内同时传输两种波长的光信号时，单纤双向器件结构是将一个半导体激光器和一个半导体探测器通过两次耦合焊接固定在装好分光片的金属结构件中，其缺陷是结构和工艺比较复杂，制造的成本高，加工的时间周期长。因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
实用新型内容针对上述现有技术所存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低廉、加工时间短的具有光收发功能的半导体激光器。为实现上述目的，本实用新型具有光收发功能的半导体激光器可采用如下技术方案—种具有光收发功能的半导体激光器,其特征在于包括管帽、与管帽封装在一起的光收发组件载体，管帽的上部具有透镜系统，管帽内部集成有光分路组件和光收发组件，光分路组件和光收发组件分别 固定安装在光收发组件载体上面，光纤位于管帽上部的光路焦点处。本实用新型与现有技术相比通过一次耦合焊接即可完成对光信号收发芯片的对准和固定，与现有技术对比，本实用新型减少了零部件数量，减少了外观尺寸，期外围配套结构件省掉了一半，后续耦合生产的加工时间也缩短了一半，实现了光电器件发射与探测集成化、小型化和低成本的要求。
图1是本专利光路组件2为45°滤光片2-1、光发射端3_1位于45°滤光片2_1侧面、光接收端3-2位于2-1下面以及光传播方向的示意图。图2是图1中45°滤光片2-1放大结构示意图图3是光分路组件2为45°滤光片2-1、光发射端3-1位于45°滤光片2_1下面、光接收端3-2位于45°滤光片2-1侧面以及光传播方向示意图。图4是0°滤光片2-2放大结构示意图图5是光分路组件2为45°滤光片2-1和0°滤光片2_2、光发射端3_1位于45°滤光片2-1侧面、光接收端3-2位于0°滤光片2-2下面以及光传播示意图。图6是光分路组件2为45°滤光片2-1和0°滤光片2_2、光发射端3_1位于0°滤光片2-2下面、光接收端3-2位于45°滤光片2-1侧面以及光传播方向的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式
仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。参照图1，管帽I是一种具有光路汇聚及密封作用的结构，与光收发组件载体4罐型封装，管帽I的上部具有透镜系统，管帽I的透镜系统起到对光的整合和汇聚作用。在管帽I密封结构内部集成了光分路组件2和光收发组件3，光分路组件2和光收发组件3分别固定安装在光收发组件载体4上面。光纤5起光信号传输的作用，光纤5位于管帽I上部的光路焦点处。光收发组件3所发射和接收的信号经过管帽I的透镜系统汇聚后通过光纤5传输。光收发组件3具有光发射端3-1和光接收端3-2，光发射端3_1是由半导体激光器芯片粘贴在陶瓷基板上，将电信号转换为光信号。光接收端3-2是由半导体探测器芯片粘贴在陶瓷基板上，将接收到的光信号转换为电信号。光分路组件3具有一个起光路控制作用的45°滤光片2-1.如图2，在45°滤光片2-1的正面2-1-1同时镀有反射膜和增透膜，反面2-1-2镀有增透膜或不镀膜。相对于水平方向，将45°滤光片2-1以45°角设置于光分路组件2的最上部，将光发射端3-1或光接收端3-2设置于45°滤光片2-1的正面2_1_1的侧部,相对应的,将光接收端3-2或光发射端3-1设置于45°滤光片2-1的反面2-1-2的下部。具体是当光发射端3-1设置于45°滤光片2-1的正面2-1-1侧部时,光接收端3-2便设置于45°滤光片
2-1的反面2-1-2的下部，其结构如图1所示。为保证光发射端3-1和光接收端3-2的两路光在同一跟光纤5中传播，图1中发射和接收的光的波长交于45°滤光片的正面2-1-1上，并且发射光的波长和接收光的波长不能相等。图1所示同轴激光器的工作原理是光发射端3-1的半导体激光器芯片接收到的电信号转化为光信号，通过45°滤光片2-1正面2-1-1的反射膜反射并通过管帽I的透镜系统汇聚进入光纤5，见图1中带箭头实线所示光路。光纤5传输过来的光信号经过管帽I的透镜系统汇聚，并通过45°滤光片2-1正面2-1-1的增透膜透射到光接收端3-2的半导体探测器芯片上，并由半导体探测器芯片转化为电信号，见图1中带箭头虚线所表示的光路。当光接收端3-2设置于45°滤光片2-1的正面2_1_1的侧部时，光发射端3_1便设置于反面2-1-2的下部，具体结构如图3所示，图3中的光发射端3-1和光接收端3-2所分别发射和接收的光的光路必须交于45°滤光片的正面2-1-1上，并且发射光的波长和接收光的波长不能相等。陶瓷基片联通半导体激光器或半导体探测器的电极，并起到散热和调节焦距的作用。光收发组件载体4是承载光收发的组件，其管脚数目大于四条，并且负责将芯片的电极与外部电路联通。图3所示同轴激光器的工作原理是光发射端3-1的半导体激光器芯片将接收到的电信号转化为光信号，通过45° 滤光片2-1正面2-1-1的增添膜透射并通过管帽I的透镜系统汇聚进入光纤5，见图3中带箭头实线所表示的光路。光纤5传输过来的光信号经过管帽I的透镜系统汇聚，并通过45°滤光片2-1正面2-1-1的反射膜发射到光接收端3-2的半导体探测器芯片上，并由半导体探测器芯片转化为电信号，见图3中带箭头虚线所表示的光路。本实用新型利用了 45°滤光片正反两面镀膜层的不同而具有的改变光路的特性，从而使半导体激光器发射的光和半导体探测器接收的光在通过45°滤光片时期中一路光发生方向改变，使得两种不同波长和正反两个方向的光信号在同一根光纤中传输，实现在一个同轴激光器内同时具有光发射与接收功能。本实用新型在具体实施时，光分路组件2还可增加安装一个0°滤光片2-2，检图4所示，该0°滤光片2-2的正面2-2-1需同时镀反射膜和增透膜，反面2-2-2可镀增透膜或不镀膜。0°滤光片2-2的具体应用见图5和图6所示，其中，图5中，光分路组件2包括一个45°滤光片2-1和一个O°滤光片2-2，光发射端3-1位于45°滤光片2_1侧面，光接收端3-2位于45°滤光片2-1的下面，并且，在光接收端3-2和45°滤光片2_1之间水平安装一个0°滤光片2-2。为保证两路光在同一根光纤5中传输,发射和接收的光的光路必须交于45°滤光片的正面2-1-1上，并且发射光的波长和接收光的波长不能相等。其工作原理是光发射端3-1的半导体激光器芯片将接收到的电信号转化为光信号，通过45°滤光片2-1的正面2-1-1的反射膜反射并通过管帽I的透镜系统汇聚进入光纤5.光纤5传输过来的光信号经过管帽I的透镜系统汇聚，并通过45°滤光片2-1正面2-1-1和0°滤光片2-2正面2-2-1的增透膜透射到光接收端3-2的半导体探测器芯片，并由半导体探测器芯片转化为电信号。图6中，光分路组件2包括一个45°滤光片2_1和一个0°滤光片2_2，光发射端
3-1位于45°滤光片2-1下面，光接收端3-2位于45°滤光片2_1的侧面，并且，在光接收端3-2和45°滤光片2-1之间垂直安装一个0°滤光片2-2。为保证两路光在同一根光纤5中传输，发射和接收的光的光路必须交于45°滤光片的正面2-1-1上,并且发射光的波长和接收光的波长不能相等。其工作`原理是光发射端3-1的半导体激光器芯片将接收到的电信号转化为光信号，通过45°滤光片2-1正面2-1-1的增透膜透射并通过管帽I的透镜系统汇聚进入光纤5。光纤5传输过来的光信号经过管帽的透镜系统汇聚，并通过45°滤光片2-1正面2-1-1的反射膜反射和0°滤光片2-2正面2-2-1的增透膜透射到光接收端的半导体探测器芯片上，并由半导体探测器芯片转化为电信号。本发明在管帽I内封装了对光路起控制作用的结构，如45°滤光片、0°滤光片，以及起到光收、发作用的半导体激光器芯片和探测器芯片，通过45°滤光片改变光路的特性实现在同一同轴激光器内具有发射和接收光信号的功能。
权利要求1.一种具有光收发功能的半导体激光器，其特征在于包括管帽、与管帽封装在一起的光收发组件载体，管帽的上部具有透镜系统，管帽内部集成有光分路组件和光收发组件，光分路组件和光收发组件分别固定安装在光收发组件载体上面，光纤位于管帽上部的光路焦点处。
2.一种如权利要求1所述的具有光收发功能的半导体激光器，其特征在于光分路组件具有一个起光路控制作用的45°滤光片，在45°滤光片的正面同时镀有反射膜和增透膜，反面镀有增透膜或不镀膜。
专利摘要一种具有光收发功能的半导体激光器，包括管帽、与管帽封装在一起的光收发组件载体，管帽的上部具有透镜系统，管帽内部集成有光分路组件和光收发组件，光分路组件和光收发组件分别固定安装在光收发组件载体上面，光纤位于管帽上部的光路焦点处。本实用新型减少了零部件数量，减少了外观尺寸，期外围配套结构件省掉了一半，后续耦合生产的加工时间也缩短了一半，实现了光电器件发射与探测集成化、小型化和低成本的要求。
文档编号H01S5/026GK202906194SQ20122058998
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者薛京谷, 李明 申请人:江苏奥雷光电有限公司