一種蝶型激光器組件的光纖耦合固定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種蝶型激光器組件的光纖耦合固定方法，包括以下：A、預(yù)裝，包括一管殼，管殼內(nèi)設(shè)有一熱沉，一激光器芯片固定于所述熱沉表面；B、上夾具：將預(yù)裝激光器組件放入耦合夾具中固定，將裸光纖通過尾管穿入殼體，光纖前端置于熱沉表面；C、調(diào)整光纖：調(diào)整裸光纖端面與激光器芯片輸出光端面的相對位置，使光纖輸出光功率達(dá)到理想值；D、固定裸光纖：裸光纖與熱沉接觸面之間放置低溫玻璃焊料，打開激光熔接焊機(jī)，在氮氣保護(hù)下，激光加熱熔化低溫玻璃焊料，使裸光纖、熱沉表面充分與低溫玻璃焊料熔接，并用耦合夾具夾子將裸光纖提升一定補(bǔ)償量，克服由于低溫玻璃焊料凝固對光纖下拉位移的影響，然后使低溫玻璃焊料緩慢冷卻，完成光纖固定。
【專利說明】一種蝶型激光器組件的光纖耦合固定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蝶型激光器組件，尤其涉及一種蝶型激光器組件的光纖耦合固定方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的蝶型封裝激光器組件，其結(jié)構(gòu)及光纖與激光器芯片的耦合固定通常有以下兩種:一種采用如圖1所示的蝶型封裝激光器組件100，包括:一激光器組件管殼110，管殼內(nèi)設(shè)有一熱沉111，一激光器芯片112和一透鏡裝置113分別固定于該熱沉111表面,光纖116預(yù)置在陶瓷插芯114內(nèi)，然后穿過尾管117進(jìn)入管殼110內(nèi)，耦合之前先將透鏡裝置113放置于熱沉111上，激光器芯片112的出射光經(jīng)透鏡裝置113匯聚至光纖116端面耦合輸出，當(dāng)激光器耦合輸出光功率達(dá)到理想值時，利用雙光束激光焊將透鏡裝置113固定于熱沉111上，再使用三光束激光焊將帶陶瓷插芯114的金屬環(huán)115與熱沉111固定，從而使光纖116達(dá)到理想的光功率耦合輸出。當(dāng)采用激光焊技術(shù)將陶瓷插芯114的金屬環(huán)115固定至熱沉111上時，由于涉及到多種不同材料之間連接固定，因此接觸面存在較大應(yīng)力，使用過程中，由于應(yīng)力釋放，會導(dǎo)致光纖的耦合錯位，激光器組件性能不穩(wěn)定，光功率輸出降低。第二種采用如圖2所示的蝶型封裝激光器組件200，包括:一激光器組件管殼210，該管殼內(nèi)設(shè)有一熱沉211, —激光器芯片212和一氧化招陶瓷墊塊217分別固定于該熱沉211表面，一經(jīng)過表面金屬化的鍍金透鏡型裸光纖214，其透鏡端穿過尾管215置于氧化鋁陶瓷墊塊217表面，耦合對準(zhǔn)時，采用一耦合夾具夾子216夾持透鏡型裸光纖214，當(dāng)激光器芯片212出射光與透鏡型裸光纖214的透鏡端面耦合對準(zhǔn)到最佳值時，透鏡型裸光纖214利用低溫玻璃焊料213直接與氧化鋁陶瓷墊塊217表面固定，但是，低溫玻璃焊料213采用激光加熱熔接，低溫玻璃焊料213、氧化鋁陶瓷墊塊217以及熱沉211三者之間的焊點多，以及各材料的熱膨脹系數(shù)不同，激光器組件在使用過程中，就會因產(chǎn)生應(yīng)力不匹配，容易導(dǎo)致透鏡型裸光纖214的透鏡端面相對激光器芯片212產(chǎn)生位移，從而導(dǎo)致耦合光功率降低，激光器組件性能劣化、輸出光功率不穩(wěn)定；另一方面由于激光加熱低溫玻璃焊料時，可能對光纖焊點處造成微創(chuàng)傷，形成器件可靠性隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服以上缺點，本發(fā)明提供一種性能穩(wěn)定的一種蝶型激光器組件的光纖耦合固定方法。
[0004]為達(dá)到以上發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種蝶型激光器組件的光纖耦合固定方法，包括以下:A、預(yù)裝激光器組件，包括一激光器組件管殼，管殼內(nèi)設(shè)有一熱沉，一激光器芯片固定于所述熱沉表面；B、上夾具:將預(yù)裝激光器組件放入耦合夾具中固定，將裸光纖通過尾管穿入殼體，光纖前端置于所述熱沉表面；C、調(diào)整光纖:用耦合夾具夾子夾持裸光纖，調(diào)整裸光纖端面與激光器芯片輸出光端面的相對位置，使光纖輸出光功率達(dá)到理想值；D、固定裸光纖:裸光纖與熱沉接觸面之間放置低溫玻璃焊料，打開激光熔接焊機(jī)，在氮氣保護(hù)下，激光加熱熔化低溫玻璃焊料，使裸光纖、熱沉表面充分與低溫玻璃焊料熔接，并用耦合夾具夾子將裸光纖提升一定補(bǔ)償量，克服由于低溫玻璃焊料凝固對光纖下拉位移的影響，然后使低溫玻璃焊料緩慢冷卻，完成光纖固定。
[0005]為避免激光加熱低溫玻璃焊料時，可能對裸光纖焊點處造成的微創(chuàng)傷，影響器件的可靠性，在裸光纖與熱沉的焊點處再加少量低溫玻璃焊料，激光加熱使低溫玻璃焊料熔融并包住焊點，特別是裸光纖在裸光纖與熱沉的焊點處露出部分是保護(hù)重點。
[0006]為消除光纖固定加工產(chǎn)生的應(yīng)力，在裸光纖焊點處激光加熱至100°C?150°C，然后緩慢冷卻退火，消除應(yīng)力。
[0007]上述蝶型激光器組件的光纖耦合固定方法，不管是普通的裸光纖，還是透鏡型裸光纖，光纖表面均不需要金屬化鍍金，可以降低成本，且采用低溫玻璃焊料熔接，將裸光纖直接與熱沉固定，由于采用的材料熱膨脹系數(shù)相近，且低溫玻璃焊點經(jīng)原位低溫退火，釋放較大部分應(yīng)力，因殘余應(yīng)力釋放使光纖偏移的可能極小，不會因此導(dǎo)致光功率變化，從而提高整個激光器組件的穩(wěn)定性和可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1表示第一種現(xiàn)有技術(shù)的蝶型封裝激光器組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2表示第二種現(xiàn)有技術(shù)的蝶型封裝激光器組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3表示本發(fā)明蝶型封裝激光器組件第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4表示本發(fā)明蝶型封裝激光器組件第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明最佳實施例。
[0013]如圖3所示第一實施例的蝶型封裝激光器組件300，包括:一激光器組件管殼310，管殼內(nèi)設(shè)有一熱沉311, —激光器芯片312和一透鏡裝置313分別用雙光束激光焊固定于熱沉311表面，一裸光纖315光端面穿過尾管316進(jìn)入管殼310并由耦合夾具夾子317夾持置于熱沉311表面，透鏡裝置313將激光器芯片312出射光匯聚至裸光纖315光端面，裸光纖315通過低溫玻璃焊料314激光熔融直接與熱沉311固定。為了使組件更好地隔離反向光，透鏡裝置313與裸光纖315光端面之間還可以裝置一光隔離器。
[0014]如圖4所示第二實施例的蝶型封裝激光器組件400，包括:一激光器組件管殼410，管殼內(nèi)設(shè)有一熱沉411，一激光器芯片412固定于熱沉411表面，一透鏡型裸光纖414透鏡端面穿過尾管415進(jìn)入管殼410并由耦合夾具夾子416夾持，置于熱沉411表面，激光器芯片412出射光耦合至透鏡型裸光纖414透鏡端面，透鏡型裸光纖414通過低溫玻璃焊料413激光熔融與熱沉412固定。此結(jié)構(gòu)中，由于采用了透鏡型裸光纖414，即光纖端面呈透鏡狀，能將激光器芯片412出射光有效地耦合輸出，不需要第一實施例中的透鏡裝置313，使整個組件結(jié)構(gòu)更緊湊，成本更低，并且穩(wěn)定性更好。
[0015]上述兩種結(jié)構(gòu)的蝶型封裝激光器組件，其光纖耦合固定方法，包括以下步驟:
[0016]A、預(yù)裝激光器組件，包括一激光器組件管殼，管殼內(nèi)設(shè)有一熱沉，一激光器芯片分別固定于熱沉表面，如果是普通裸光纖，還需要增加一透鏡裝置，如果是透鏡型裸光纖，則不需要透鏡裝置；
[0017]B、上夾具:將預(yù)裝激光器組件放入耦合夾具中固定，將裸光纖通過尾管穿入殼體；
[0018]C、調(diào)整光纖:用耦合夾具夾子夾持裸光纖，調(diào)整裸光纖端面與激光器芯片輸出光端面或透鏡裝置的相對位置，使光纖輸出光功率達(dá)到理想值；
[0019]D、固定裸光纖:裸光纖與熱沉接觸面之間放置低溫玻璃焊料，打開激光熔接焊機(jī)，在氮氣保護(hù)下，激光加熱熔化低溫玻璃焊料，使裸光纖、熱沉表面充分與低溫玻璃焊料熔接固定，由于低溫玻璃焊料凝固時對裸光纖有向下拉力，用耦合夾具夾子將裸光纖提升一定補(bǔ)償量，使低溫玻璃焊料緩慢冷卻，完成光纖固定。
[0020]E、光纖固定點的保護(hù):在完成了光纖固定步驟后，為避免激光加熱低溫玻璃焊料時，可能對裸光纖焊點處造成的微創(chuàng)傷，影響器件的可靠性，在裸光纖與熱沉的焊點處再加少量低溫玻璃焊料，激光加熱使低溫玻璃焊料熔融并包住原焊點，特別是裸光纖在裸光纖與熱沉的焊點處露出部分是保護(hù)重點；
[0021]F、光纖固定的退火:為消除光纖固定加工產(chǎn)生的應(yīng)力，在裸光纖焊點處激光加熱至100°C?150°c，然后緩慢冷卻退火，消除應(yīng)力。上述兩種結(jié)構(gòu)的蝶型封裝激光器組件，不管是普通的裸光纖，還是透鏡型裸光纖，光纖表面均不需要金屬化鍍金，可以降低成本，且采用低溫玻璃焊料熔接，將裸光纖直接與熱沉固定，由于采用的材料熱膨脹系數(shù)相近，且低溫玻璃焊點經(jīng)原位低溫退火，釋放較大部分應(yīng)力，因殘余應(yīng)力釋放使光纖偏移的可能極小，不會因此導(dǎo)致光功率變化，從而提高整個激光器組件的穩(wěn)定性和可靠性。
【權(quán)利要求】
1.一種蝶型激光器組件的光纖耦合固定方法，其特征在于，包括以下:A、預(yù)裝激光器組件，包括一激光器組件管殼，管殼內(nèi)設(shè)有一熱沉，一激光器芯片固定于所述熱沉表面；B、上夾具:將預(yù)裝激光器組件放入耦合夾具中固定，將裸光纖通過尾管穿入殼體，光纖前端置于所述熱沉表面；C、調(diào)整光纖:用耦合夾具夾子夾持裸光纖，調(diào)整裸光纖端面與激光器芯片輸出光端面的相對位置，使光纖輸出光功率達(dá)到理想值；D、固定裸光纖:裸光纖與熱沉接觸面之間放置低溫玻璃焊料，打開激光熔接焊機(jī)，在氮氣保護(hù)下，激光加熱熔化低溫玻璃焊料，使裸光纖、熱沉表面充分與低溫玻璃焊料熔接，并用耦合夾具夾子將裸光纖提升一定補(bǔ)償量，克服由于低溫玻璃焊料凝固對光纖下拉位移的影響，然后使低溫玻璃焊料緩慢冷卻，完成光纖固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖耦合固定方法，其特征在于，完成所述固定裸光纖步驟之后，在裸光纖與熱沉的焊點處再加少量低溫玻璃焊料，激光加熱使低溫玻璃焊料熔融并包住焊點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖耦合固定方法，其特征在于，還包括在裸光纖焊點處激光加熱至100°c?150°c，然后緩慢冷卻退火，消除應(yīng)力。
【文檔編號】H01S5/026GK104426051SQ201310392723
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】黃章勇, 廖名典 申請人:江西飛信光纖傳感器件有限公司