超辐射发光二极管的制备方法及超辐射发光二极管与流程

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的制备方法及超辐射发光二极管。

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。由于超辐射发光二极管光源稳定性对陀螺的精度有很大的影响，因此，控制超辐射发光二极管光源的稳定输出——光功率、光波长、偏振特性，具有极其重要的意义。目前，超辐射发光二极管中光纤与超辐射发光二极管芯片之间的耦合为亚微米量级的对准，光纤与超辐射发光二极管芯片的耦合由于应力在高低温环境的作用下，较易产生偏移进而影响光功率稳定性，进而影响了光纤陀螺的精度。

2、因此，亟需一种超辐射发光二极管的制备方法及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的制备方法及超辐射发光二极管，用于改善现有的超辐射发光二极管的全温功率稳定性较差的技术问题。

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的制备方法，方法包括：

3、s10，将半导体制冷器固定于管壳内部的凹槽中；

4、s20，将热沉固定于半导体制冷器上；

5、s30，将陶瓷载体固定于热沉的第一端，并将超辐射发光二极管芯片以及热敏电阻依次固定于陶瓷载体上；

6、s40，将光纤穿插在管壳的管嘴中，并伸入管壳的凹槽中，使光纤远离管嘴的端部与超辐射发光二极管芯片耦合，以形成超辐射发光二极管组装结构；

7、s50，对超辐射发光二极管组装结构进行退火处理，以形成超辐射发光二极管。

8、在本发明实施例提供的超辐射发光二极管的制备方法中，s40中，光纤远离管嘴的端部通过光纤套管支架固定于热沉的第二端。

9、在本发明实施例提供的超辐射发光二极管的制备方法中，s40中，光纤远离管嘴的端部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。

10、在本发明实施例提供的超辐射发光二极管的制备方法中，s40中，光纤的直径大于5倍的超辐射发光二极管芯片的发光宽度。

11、在本发明实施例提供的超辐射发光二极管的制备方法中，s50的具体步骤包括：

12、对管壳的凹槽进行封盖处理，之后对超辐射发光二极管组装结构进行退火处理，以形成超辐射发光二极管；

13、或者，对超辐射发光二极管组装结构进行退火处理，之后对管壳的凹槽进行封盖处理，以形成超辐射发光二极管。

14、在本发明实施例提供的超辐射发光二极管的制备方法中，对超辐射发光二极管组装结构进行退火处理的具体步骤包括：

15、s501，将超辐射发光二极管组装结构转移至一退火炉中；

16、s502，设定退火炉的温度调控程序，并对超辐射发光二极管组装结构进行退火处理，以形成超辐射发光二极管。

17、在本发明实施例提供的超辐射发光二极管的制备方法中，s502中，温度调控程序具体包括：

18、在第一时间段内，将退火炉内的温度从第一温度均匀升温至第二温度；

19、在第二时间段内，保持退火炉内的温度为第二温度不变；

20、在第三时间段内，将退火炉内的温度从第二温度均匀升温至第三温度；

21、在第四时间段内，保持退火炉内的温度为所述第三温度不变；

22、在第五时间段内，将退火炉内的温度从第三温度均匀降温至第四温度。

23、在本发明实施例提供的超辐射发光二极管的制备方法中，第一时间段、第二时间段、第三时间段以及第四时间段的范围均为2h～4h，第五时间段的范围为12h～24h；第一温度以及第四温度的范围均为10摄氏度～30摄氏度，第二温度的范围为100摄氏度～150摄氏度，第三温度的范围为200摄氏度～230摄氏度。

24、在本发明实施例提供的超辐射发光二极管的制备方法中，s502中，对超辐射发光二极管组装结构进行退火处理的步骤之前还包括：

25、向退火炉中持续通入第一气体，第一气体包括氮气、氢气以及氩气中的至少一种。

26、相应地，本发明还提供一种超辐射发光二极管，由如上任意一项的超辐射发光二极管的制备方法制备而成，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；

27、其中，陶瓷载体上设置有超辐射发光二极管芯片和热敏电阻，热沉的一端设置有光纤，超辐射发光二极管芯片与光纤的端部耦合。

28、本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过提供一种超辐射发光二极管的制备方法及超辐射发光二极管，该制备方法包括：首先，将半导体制冷器固定于管壳内部的凹槽中，其次，将热沉固定于半导体制冷器上，再次，将陶瓷载体固定于热沉的第一端，并将超辐射发光二极管芯片以及热敏电阻依次固定于陶瓷载体上，再次，将光纤穿插在管壳的管嘴中，并伸入管壳的凹槽中，使光纤远离管嘴的端部与超辐射发光二极管芯片耦合，以形成超辐射发光二极管组装结构，最后，对超辐射发光二极管组装结构进行退火处理，以形成超辐射发光二极管；上述制备方法在光纤远离管嘴的端部与超辐射发光二极管芯片完成耦合之后，对形成的超辐射发光二极管组装结构进行退火处理，退火处理能够减小超辐射发光二极管中管壳、半导体制冷器、陶瓷载体、热敏电阻、超辐射发光二极管芯片和透镜光纤相互之间的热应力和机械应力，从而能够减轻光纤与超辐射发光二极管芯片耦合时由于应力作用下产生的偏移，进而能够实现超辐射发光二极管在变温区间内耦合位置的一致性，进一步提升了超辐射发光二极管的全温功率稳定性。

技术特征：

1.一种超辐射发光二极管的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管的制备方法，其特征在于，所述s40中，所述光纤远离所述管嘴的端部通过光纤套管支架固定于所述热沉的第二端。

3.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管的制备方法，其特征在于，所述s40中，所述光纤远离所述管嘴的端部和所述超辐射发光二极管芯片在所述管壳中的同一轴线上进行耦合。

4.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管的制备方法，其特征在于，所述s40中，所述光纤的直径大于5倍的所述超辐射发光二极管芯片的发光宽度。

5.根据权利要求1所述的超辐射发光二极管的制备方法，其特征在于，所述s50的具体步骤包括：

6.根据权利要求5所述的超辐射发光二极管的制备方法，其特征在于，对所述超辐射发光二极管组装结构进行退火处理的具体步骤包括：

7.根据权利要求6所述的超辐射发光二极管的制备方法，其特征在于，所述s502中，所述温度调控程序具体包括：

8.根据权利要求7所述的超辐射发光二极管的制备方法，其特征在于，所述第一时间段、所述第二时间段、所述第三时间段以及所述第四时间段的范围均为2h～4h，所述第五时间段的范围为12h～24h；所述第一温度以及所述第四温度的范围均为10摄氏度～30摄氏度，所述第二温度的范围为100摄氏度～150摄氏度，所述第三温度的范围为200摄氏度～230摄氏度。

9.根据权利要求6所述的超辐射发光二极管的制备方法，其特征在于，所述s502中，对所述超辐射发光二极管组装结构进行退火处理的步骤之前还包括：

10.一种超辐射发光二极管，由如权利要求1至9任意一项所述的超辐射发光二极管的制备方法制备而成，其特征在于，所述超辐射发光二极管包括管壳，所述管壳的内部设置有凹槽，所述凹槽内依次层叠设置有半导体制冷器、热沉以及陶瓷载体；

技术总结
本发明通过提供一种超辐射发光二极管的制备方法及超辐射发光二极管，该制备方法包括：首先，将半导体制冷器固定于管壳内部的凹槽中，其次，将热沉固定于半导体制冷器上，再次，将陶瓷载体固定于热沉的第一端，并将超辐射发光二极管芯片以及热敏电阻依次固定于陶瓷载体上，再次，将光纤穿插在管壳的管嘴中，并伸入管壳的凹槽中，使光纤远离管嘴的端部与超辐射发光二极管芯片耦合，以形成超辐射发光二极管组装结构，最后，对超辐射发光二极管组装结构进行退火处理，以形成超辐射发光二极管；上述制备方法能够实现超辐射发光二极管在变温区间内耦合位置的一致性，进而提升了超辐射发光二极管的全温功率稳定性。

技术研发人员：张建宝,李林森
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：2024/3/27