一种隔振恒温的光纤封装结构的制作方法

1.本实用新型设计一种隔振恒温的光纤封装结构，可以应用于需要精密控温的单频光纤激光器，光纤光栅传感等工业及科研领域。


背景技术：

2.作为激光器种类中的重要组成部分，单频光纤激光器一直以来都是激光技术研究的重点领域。所谓单频激光是指激光谐振腔内仅有一个纵模振荡的一种激光器单频光纤激光器除具备光纤激光器优秀特质以外，还具有光谱线宽窄，时间相干性高及相位噪声低等诸多优点，可广泛应用于相干雷达、传感、精密测量、医疗、光谱学等领域，是当前光纤激光器领域的一个研究热点。
3.实现单频激光的方式有多种，常见的为固体单频激光器，半导体单频激光器和光纤单频激光器。固体单频激光器由于器件尺寸较大，易受震动和温度的影响，需要加入复杂的频率反馈控制系统；半导体单频激光器结构紧凑，稳定性也较高，但存在着较高的频率噪声，在一些需要低频率噪声的应用下不适用。单频光纤激光器的相位噪声很低，容易获得很窄的线宽是理想的单频光源。单频光纤激光器由两种结构，环形腔结构和线型腔结构。环形腔结构的缺点是光纤较长，易于受环境温度和震动的影响，不利于工程化；而线型腔很短，易于环境隔离，因此是单频光纤激光器发展的重要方向。


技术实现要素：

4.基于上述问题，本申请提供一种整个光纤封装结构处在密闭封装状态，底部为散热面，隔振性好的光纤封装结构。其技术方案为，
5.一种隔振恒温的光纤封装结构，包括光纤载具、热敏电阻和半导体制冷片，所述光纤载具位于半导体制冷片的上表面，所述光纤载具内设有光纤，光纤载具在侧面具有多个热敏电阻安装孔，可以放置多个热敏电阻，所述光纤载具和半导体制冷片密封于外壳内。
6.进一步优选的，外壳为导热性良好的金属结构，所述外壳包括框架式外壳底和与之密封连接的外壳盖，所述外壳底上设有热敏电阻接线口、正负极接线套筒安装孔和安装槽；所述外壳底对称的两个外侧面上设有光纤保护套二；半导体制冷片有高导热金属胶固定在外壳底部。
7.外壳一般由高导热低膨胀的金属制成，外壳底部具有可固定的u型安装槽，或者底部具有螺纹空用以固定外壳。外壳上部用金属或塑料材质封住。
8.外壳两侧的光纤保护套二用来导通光纤，光纤放置后，需用硅胶，uv胶或其他胶水密封。
9.侧面半导体制冷片的导线(正负极接线套筒)与热敏电阻导线与外壳封胶密闭。
10.进一步优选的，所述光纤载具包括光纤载具衬底和光纤载具盖板，光纤位于光纤载具衬底内，并通过光纤载具盖板密封，所述光纤穿套在光纤保护套一内，所述光纤保护套一穿套在光纤保护套二上。
11.进一步优选的，所述光纤载具通过导热涂层与半导体制冷片紧密连接，半导体制冷片于外壳底部通过导热涂层柔性连接，所述半导体制冷片上设有正负极接线套筒，正负极接线套筒穿管穿套在正负极接线套筒安装孔上。
12.进一步优选的，所述光纤载具的中央具有v型或u型槽，其宽度在125μm-250μm之间，能够埋过光纤光栅或由光纤光栅组成的谐振腔，槽内填充uv胶或导热硅胶或环氧树脂胶。光纤载具可以是普通的铝材质，也可以是殷钢材质，也可以是陶瓷材质，光纤载具的底部平整。光纤载具与半导体制冷片使用导热胶紧密结合，光纤载具的面积需小于半导体制冷片的面积。光纤载具的上表面可以用同样材质的金属进行封盖，也可以是绝热的其他材料。
13.进一步优选的，所述热敏电阻接线口与外部控制器连接，所述控制器与外部半导体制冷片驱动器连接，所述半导体制冷片驱动器与正负极接线套筒连接。
14.有益效果
15.1.整个光纤封装结构处在密闭封装状态，底部为散热面，隔振性好。
16.2.被封光纤光栅或激光腔处在双重封装内，牢固稳定；
17.3.通过半导体制冷片和热敏电阻组成温控封装，温度稳定性高
附图说明
18.图1为本申请结构示意图；
19.图2为本申请爆炸图；
20.图3为光纤载具结构图；
21.图4为本申请工作结构图；
22.其中1-外壳，101-外壳底，102-外壳盖，103-光纤保护套二，104-安装槽，105-正负极接线套筒安装孔；2-光纤保护套一，3-热敏电阻接口，4-半导体制冷片，401-正负极接线套筒；5-光纤载具，501-光纤载具衬底，502-光纤载具盖，503-热敏电阻安装孔，6-半导体制冷片驱动器，7-控制器。
具体实施方式
23.如图1-4所示，一种隔振恒温光纤封装结构，包括外壳1，光纤保护套2，热敏电阻接口3.所述外壳1由外壳底101和外壳盖102组成，外壳盖101与外壳盖102在封装完成后密封盖紧；热敏电阻接口3用以连接热敏电阻如ntc10k，pc100等类型的电阻，光纤保护套一2为柔性塑料管，保护被封装的光纤不易折断。在本例中，外壳底部有固定外壳的u型安装槽104，用以固定本封装结构。外壳1两侧有两个通光纤的光纤保护套二，采用金属材质，金属管与光纤保护套一2紧密固定。正负极接线套筒401穿管穿套在正负极接线套筒安装孔上。
24.如图2所示，所述隔振恒温光纤封装结构的内部由半导体制冷片4和光纤载具5组成，半导体制冷片与外壳底101紧密连接，连接方式为高导热率的金属胶水或导热硅胶，光纤载具5置于半导体制冷片4的上表面，半导体制冷片4的上表面为制冷面，其固定方法为高导热率的金属胶，如导电银胶。
25.如图3所示，所述的光纤载具5由光纤载具衬底501和光纤载具盖502组成，光纤载具5由导热性较好的金属材质制作，同时，光纤载具5的热膨胀系数较低，如invar合金或科
伐合金，光纤载具5同样可以是受热不膨胀的陶瓷材料。光纤载具衬底501的中心刻有v型槽或u型槽，宽度为230μm，v型槽或u型槽在纵向为直线形或弧形，内部可填充液态的胶水或柔性硅胶，待光纤放置后胶水能够起到固定作用。光纤载具盖502的材质与501一致，起到保护作用。光纤载具衬底501和光纤载具盖502通过导热率较高的胶水紧密连接。光纤载具在侧面具有多个热敏电阻安装孔503，可以放置多个热敏电阻。
26.如图4所示的一个应用例子中，半导体制冷片4上设有正负极接线套筒401，半导体制冷片驱动6能够输出电流，通过正负极接线套筒401与半导体制冷片4连接，隔振恒温光纤封装结构的热敏电阻接口3与控制器(pid控制器7)连接，pid控制器7输出电信号控制半导体制冷驱动6，使隔振恒温光纤封装结构处在恒温状态。
27.以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。


技术特征：
1.一种隔振恒温的光纤封装结构，其特征在于，包括光纤载具、热敏电阻和半导体制冷片，所述光纤载具位于半导体制冷片的上表面，所述光纤载具内设有光纤，侧面设有热敏电阻，所述光纤载具和半导体制冷片密封于外壳内。2.根据权利要求1所述的一种隔振恒温的光纤封装结构，其特征在于，外壳为导热性好的金属结构，所述外壳包括框架式外壳底和与之密封连接的外壳盖，所述外壳底上设有热敏电阻接线口、正负极接线套筒安装孔和安装槽；所述外壳底对称的两个外侧面上设有光纤保护套二，半导体制冷片由高导热金属胶固定在外壳底部。3.根据权利要求2所述的一种隔振恒温的光纤封装结构，其特征在于，所述光纤载具包括光纤载具衬底和光纤载具盖板，光纤位于光纤载具衬底内，并通过光纤载具盖板密封，所述光纤穿套在光纤保护套一内，所述光纤保护套一穿套在光纤保护套二上。4.根据权利要求2所述的一种隔振恒温的光纤封装结构，其特征在于，所述光纤载具通过导热涂层与半导体制冷片紧密连接，半导体制冷片于外壳底部通过导热涂层柔性连接，所述半导体制冷片上设有正负极接线套筒，正负极接线套筒穿管穿套在正负极接线套筒安装孔上。5.根据权利要求2所述的一种隔振恒温的光纤封装结构，其特征在于，所述光纤载具的中央具有v型或u型槽，其宽度在125μm-250μm之间，所述v型或u型槽的直径不小于光纤直径，槽内填充uv胶或导热硅胶或环氧树脂胶。6.根据权利要求2所述的一种隔振恒温的光纤封装结构，其特征在于，所述热敏电阻接线口与外部控制器连接，所述控制器与外部半导体制冷片驱动器连接，所述半导体制冷片驱动器与正负极接线套筒连接。

技术总结
本实用新型公开了一种隔振恒温的光纤封装结构，包括光纤载具、热敏电阻和半导体制冷片，所述光纤载具位于半导体制冷片的上表面，所述光纤载具内设有光纤，所述半导体制冷片上设有正负极接线套筒，所述光纤载具和半导体制冷片密封于外壳内。其优点在于，封装结构具有优异的隔振恒温的功能，可以应用于短腔单频激光器的构建，亦可应用于光纤光栅的固定。亦可应用于光纤光栅的固定。亦可应用于光纤光栅的固定。


技术研发人员：代晓琳 孙松松
受保护的技术使用者：青岛镭大光电技术有限公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/3/22