专利名称：光纤与半导体激光器耦合定位方法
技术领域：
本发明属于半导体器件技术领域，是一种关于光纤与半导体激光器耦合的方法。
背景技术：
在光纤与半导体激光器耦合这一技术领域中，有两种与本发明有关的现有技术。一是一种常规技术，见图1所示，载有激光器管芯的热沉1固定在TO3管座2上，下端面3开有方槽4的基托座5骑在热沉1上，方槽4与热沉1轮廓尺寸相同，基托座5与热沉1材料相同。在基托座5的前端面6上沿由激光器管芯发射出的激光束的方向和位置开一个短槽7，将准备与激光器耦合的光纤的耦合端8置于短槽7中，耦合端8的端面尽量接近并对准激光器管芯的激射区9。然后，在光纤的耦合端8上点胶，将其固定在短槽7中，完成耦合。申请号为88106885.3的一项专利申请公开了另一个与本发明有关的现有技术，其中一部分是关于光纤与激光耦合的内容，它首先设计了一套全新的半导体激光器器件的内部结构，然后，将光纤穿入一个套管中，光纤耦合端露出套管，再将套管穿过另一套固定装置中，在将光纤初步与激光器耦合后，将套管初步固定，之后，再借助所谓精密调节器进行二次微调，最后正式固定，完成耦合。
发明内容
现有技术一存在以下缺点，1、所点的胶在固化过程中发生微小形变，在一定程度上破坏了曾经完成的耦合；2、有时所点的胶因浸润或者操作不当而污染光纤耦合端面甚至激光器管芯激射区；3、因所点的胶用量通常比较少，而点胶的另一个目的纯粹是为了固定光纤，所以，固定的机械强度不够；4、耦合是在仔细操作纤细的光纤的过程中完成的，操作困难，不易观察和控制。现有技术二存在以下缺点，1、致使激光器结构变得十分复杂；2、全新的结构和操作使得该方法很难与现行的工艺接轨；3、需要配备复杂的调控装置，操作也较困难。为了克服上述缺点，我们发明了本发明之光纤与半导体激光器耦合定位方法。
本发明是这样实现的，见图2、图3所示，设计一个光纤托架10，其下端面11与图1中的基托座5的上端面12在形状和尺寸上相同，以便二者的接合，在托架10的前端面13上，在与基托座5上的短槽7相对应的位置开一个长槽14，二者的不同之处仅在于后者较前者长一些，另外，在托架10的两侧各有一个与前端面13相垂直的侧面15、16，本方法之耦合操作是，先将光纤的耦合端8置于长槽14中，伸出一段，随即用足够的胶将二者固定，等到胶固化后，将已经装有基托座5的TO3管座2、已经固定有光纤耦合端8的托架10分别夹持，使基托座5的上端面12与托架10的下端面11准确接合，微调二者之一使光纤耦合端8的端面与激光器管芯的激射区9准确耦合，然后，环上端面12、下端面11接缝四周多点点胶或者多点焊接，牢固后撤除夹持，完成耦合。
由于本发明是在光纤与激光器耦合前用胶固定光纤，因此，无论胶在固化过程中的形变如何无法克服，都不会对耦合造成影响。由于光纤耦合端8在长槽14中伸出一段，避免了胶的浸润或者操作不当而可能发生的对耦合端8端面或者管芯激射区9的污染。由于胶的用量不再受到严格限制，因此，光纤固定的机械强度能够满足需要。由于本发明是操作一个与光纤相比要比其大得多的工件，因此，该方法操作简单、易于控制。更为重要的是，本发明将现有技术中，胶在固化过程中所发生的径向微小形变转变为容差较大的轴向微小形变。又由于本发明是在TO3管座这样一个通用的部件上进行的，另外，也仅是增加了一个结构简单、形状与基托座相似的托架，再辅以两个夹持装置，凡此种种，都不会产生现有技术二的缺点。
图1是现有技术一示意图。图2是本发明所设计的光纤托架示意图。图3是本发明实施结果示意图。
具体实施例方式
见图1、图2，仍选用TO3管座2，光纤托架10的材料与基托座5相同，如铜或者铝，长槽14的长度为10～20mm，将光纤的耦合端8置于长槽14中，伸出1～3mm长的一段，这一尺寸应当与短槽7的长度相匹配，随即用足够的胶将二者固定，光敏胶或者环氧树脂胶均可，等到胶固化后，将已经装有基托座5的TO3管座2、已经固定有光纤耦合端8的托架10分别夹持，使基托座5的上端面12与托架10的下端面11准确接合，二者之间可以留有0.1～0.5mm的间隙，以便耦合时能在光束的轴向上有所调整，此时耦合端8的端面与激光器管芯的激射区9相距1.5～3.5mm，微调二者之一使光纤耦合端8的端面与激光器管芯的激射区9准确耦合，然后，环上端面12、下端面11接缝四周多点点胶或者多点同时焊接，如3～6点，如果点胶，胶合的温度控制在80～100℃，牢固后撤除夹持，完成耦合。
权利要求
1.一种光纤与半导体激光器耦合定位方法，在固定在管座上的热沉上，固定有激光器管芯，光纤的耦合端被固定在一个支承物上，经调整二者的相对位置，使光纤与激光器耦合，其特征在于，设计一个光纤托架(10)，其下端面(11)与基托座(5)的上端面(12)在形状和尺寸上相同，以便二者的接合，在托架(10)的前端面(13)上，在与基托座(5)上的短槽(7)相对应的位置开一个长槽(14)，二者的不同之处仅在于后者较前者长一些，另外，在托架(10)的两侧各有一个与前端面(13)相垂直的侧面(15、16)，本方法之耦合操作是，先将光纤的耦合端(8)置于长槽(14)中，伸出一段，随即用足够的胶将二者固定，等到胶固化后，将已经装有基托座(5)的TO3管座(2)、已经固定有光纤耦合端(8)的托架(10)分别夹持，使基托座(5)的上端面(12)与托架(10)的下端面(11)准确接合，微调二者之一使光纤耦合端(8)的端面与激光器管芯的激射区(9)准确耦合，然后，环上端面(12)、下端面(11)接缝四周多点点胶或者多点焊接，点胶通常是在加热的条件下进行的，牢固后撤除夹持，完成耦合。
2.根据权利要求1所述的耦合定位方法，其特征在于，将光纤的耦合端(8)置于长槽(14)中，伸出1～3mm长的一段。
3.根据权利要求1所述的耦合定位方法，其特征在于，基托座(5)的上端面(12)与托架(10)的下端面(11)接合，二者之间可以留有0.1～0.5mm的间隙。
4.根据权利要求1所述的耦合定位方法，其特征在于，耦合端(8)的端面与激光器管芯的激射区(9)相距1.5～3.5mm。
5.根据权利要求1所述的耦合定位方法，其特征在于，如果点胶是在加热的条件下进行，温度控制在80～100℃范围内。
6.根据权利要求1所述的耦合定位方法，其特征在于，如果多点焊接，应当是多点同时焊接。
全文摘要
光纤与半导体激光器耦合定位方法属于半导体器件技术领域。现有技术或者是无法消除因为胶的微小变形对耦合质量的影响，以及耦合操作困难，或者是对器件的改动较大，结构复杂，操作麻烦。本发明将点胶固定光纤的工序提前至耦合前，同时改操作纤细的光纤为操作托架，仅增加一个部件，对现有器件改动小，使用一般的夹持工具即可操作，简单有效，完全消除了现有技术的不足。易于推广应用，可应用于光纤与微小光源的耦合领域。
文档编号H01S3/00GK1560659SQ200410006178
公开日2005年1月5日 申请日期2004年3月5日 优先权日2004年3月5日
发明者张晶, 刘国军, 薄报学, 董明礼, 张宝顺, 马晓辉, 王玲, 张剑家, 张 晶 申请人:长春理工大学