超辐射发光二极管的制作方法

本发明涉及半导体光电领域，尤其涉及一种超辐射发光二极管。

背景技术：

1、光纤陀螺是具有广泛军事和民用应用背景的角速度传感器。超辐射发光二极管具有短时间相干性和长空间相干性的特点，被普遍的用来作为光纤陀螺的光源。光纤陀螺的精度受超辐射发光二极管光源的稳定性影响很大。超辐射发光二极管光源的发光功率和波长稳定性与光纤陀螺的标度因数成比例关系，而标度因数直接决定了光纤陀螺的精度。

2、目前在激光陀螺的应用中，对超辐射发光二极管的纹波、光谱形态以及光功率稳定性都有特别要求。在光纤陀螺中，光谱形态越接近高斯型，光纤陀螺的精度超高，后期的标定也越简单。然而在实际生产中，由于超辐射发光二极管自身的发光材料特性，超辐射发光二极管的发射光谱不是真正的高斯形态，两边并不对称，进而影响了光纤陀螺的精度。

3、因此，亟需一种超辐射发光二极管以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种超辐射发光二极管，用于改善现有的超辐射发光二极管制备的光纤陀螺的精度较低的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种超辐射发光二极管，包括管壳，管壳的内部设置有凹槽，凹槽内依次层叠设置有半导体制冷器、热沉以及陶瓷载体，陶瓷载体上设置有超辐射发光二极管芯片，热沉的第一端设置有光纤，超辐射发光二极管芯片与光纤的端部耦合；

3、其中，超辐射发光二极管芯片与光纤之间还设置有光隔离器，超辐射发光二极管芯片的发射光经特别镀膜选择的光隔离器透射后的发光光谱为准高斯型或者高斯型。

4、在本发明实施例所提供的超辐射发光二极管中，超辐射发光二极管芯片发射至光纤的光线为第一光线，光纤散射至超辐射发光二极管芯片的光线为第二光线；

5、其中，光隔离器用于透过第一光线，且阻挡第二光线。

6、在本发明实施例所提供的超辐射发光二极管中，光隔离器包括基底以及设置于基底上的增透膜，基底的材料包括光学玻璃，增透膜的材料为二氧化硅、氧化铝以及氟化镁中的至少一种或几种组合。

7、在本发明实施例所提供的超辐射发光二极管中，增透膜的厚度范围为1-10微米，增透膜包括多层光学子膜；

8、其中，超辐射发光二极管芯片的发射光波长为λ，每一层光学子膜的厚度为0.25λ。

9、在本发明实施例所提供的超辐射发光二极管中，光隔离器固定于陶瓷载体上，光隔离器与超辐射发光二极管芯片之间的角度范围为5°至45°。

10、在本发明实施例所提供的超辐射发光二极管中，光隔离器与光纤之间还设置有聚焦透镜，聚焦透镜固定于陶瓷载体上。

11、在本发明实施例所提供的超辐射发光二极管中，光隔离器与聚焦透镜之间的角度范围为5°至30°。

12、在本发明实施例所提供的超辐射发光二极管中，聚焦透镜靠近光隔离器一侧的端面为锥形球面、楔形柱面以及抛物面中的一种。

13、在本发明实施例所提供的超辐射发光二极管中，光隔离器、聚焦透镜以及光纤均和超辐射发光二极管芯片在管壳中的同一轴线上进行耦合。

14、在本发明实施例所提供的超辐射发光二极管中，超辐射发光二极管还包括固定于陶瓷载体上的温度检测器，温度检测器与超辐射发光二极管芯片间隔设置，温度检测器用于检测半导体制冷器表面的温度。

15、本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种超辐射发光二极管，包括管壳，管壳的内部设置有凹槽，凹槽内依次层叠设置有半导体制冷器、热沉以及陶瓷载体，陶瓷载体上设置有超辐射发光二极管芯片，热沉的第一端设置有光纤，超辐射发光二极管芯片与光纤的端部耦合，其中，超辐射发光二极管芯片与光纤之间还设置有光隔离器，超辐射发光二极管芯片的发射光经特别镀膜的光隔离器透射后的发光光谱为准高斯型或者高斯型；本发明通过在超辐射发光二极管芯片与光纤之间设置光隔离器，使得超辐射发光二极管芯片的发射光经光隔离器透射后的发光光谱为准高斯型或者高斯型，从而减小了制备的光学陀螺后期的电路处理和校准难度，进而提高了光学陀螺的精度。

技术特征：

1.一种超辐射发光二极管，其特征在于，包括管壳，所述管壳的内部设置有凹槽，所述凹槽内依次层叠设置有所述半导体制冷器、热沉以及陶瓷载体，所述陶瓷载体上设置有超辐射发光二极管芯片，所述热沉的第一端设置有光纤，所述超辐射发光二极管芯片与所述光纤的端部耦合；

2.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述超辐射发光二极管芯片发射至所述光纤的光线为第一光线，所述光纤散射至所述超辐射发光二极管芯片的光线为第二光线；

3.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述光隔离器包括基底以及设置于所述基底上的增透膜，所述基底的材料包括光学玻璃，所述增透膜的材料为二氧化硅、氧化铝以及氟化镁中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述增透膜的厚度范围为1-10微米，所述增透膜包括多层光学子膜；

5.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述光隔离器固定于所述陶瓷载体上，所述光隔离器与所述超辐射发光二极管芯片之间的角度范围为5°至45°。

6.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述光隔离器与所述光纤之间还设置有聚焦透镜，所述聚焦透镜固定于所述陶瓷载体上。

7.根据权利要求6所述的超辐射发光二极管，其特征在于，光隔离器与所述聚焦透镜之间的角度范围为5°至30°。

8.根据权利要求6所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述聚焦透镜靠近所述光隔离器一侧的端面为锥形球面、楔形柱面以及抛物面中的一种。

9.根据权利要求6所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述光隔离器、所述聚焦透镜以及所述光纤均和所述超辐射发光二极管芯片在所述管壳中进行耦合。

10.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管，其特征在于，所述超辐射发光二极管还包括固定于所述陶瓷载体上的温度检测器，所述温度检测器与所述超辐射发光二极管芯片间隔设置，所述温度检测器用于检测所述半导体制冷器表面的温度。

技术总结
本发明提供一种超辐射发光二极管，包括管壳，管壳的内部设置有凹槽，凹槽内依次层叠设置有半导体制冷器、热沉以及陶瓷载体，陶瓷载体上设置有超辐射发光二极管芯片，热沉的第一端设置有光纤，超辐射发光二极管芯片与光纤的端部耦合，其中，超辐射发光二极管芯片与光纤之间还设置有光隔离器，超辐射发光二极管芯片的发射光经光隔离器透射后的发光光谱为准高斯型或者高斯型；本发明通过在超辐射发光二极管芯片与光纤之间设置经过特别镀膜选择的光隔离器，使得超辐射发光二极管芯片的发射光经光隔离器透射后的发光光谱为准高斯型或者高斯型，从而减小了制备的光学陀螺后期的电路处理和校准难度，进而提高了光学陀螺的精度。

技术研发人员：李林森,张建宝
受保护的技术使用者：苏州同感光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14