一种波长可调半导体激光器封装结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种波长可调半导体激光器封装结构，包括TO封装外壳、TO管帽，所述的TO管帽上设有一窗口片，其特征在于，所述的TO封装外壳上，TO管帽内设有一TEC，TEC上焊接有一导热片，所述的导热片上设有一LD芯片，所述的TEC上还设有一将LD芯片的输出光准直的非球面准直透镜和一将准直后的输出光改变90度沿着窗口片出射的直角棱镜。本实用新型采用内置温度控制的TO封装结构，所产生的激光束为准直状态输出，可以通过功率探测元件对输出功率进行有效的监控，通过内部温控系统和工作电流的设置使激光器的输出中心波长和ITU规定的通道波长完全吻合且满足激光输出功率的要求，并且具有结构简单、尺寸小、低成本、波长连续可调等优点。
【专利说明】一种波长可调半导体激光器封装结构
【技术领域】
[0001]本实用新型专利涉及激光与通讯领域，尤其涉及一种波长可调半导体激光器封装结构。
【背景技术】
[0002]在波分复用(WDM)无源光网络(PON)里为了使发射机中能够正常工作，光源的发射波长和光网络通道波长必须严格一致，且对发射波长的谱线宽度也有严格的要求；而在时分复用(TDM)无源光网络里发射机多采用发射谱很宽的LED光源，其一般谱宽要大于5nm。WDM — PON光发射机光源高精度的波长控制和谱线宽度的要求使得设备生产商必须对激光器的发射波长必须严格进行控制或者采用其他技术对激光器的工作波长进行选模才能满足实际需要。TDM - PON光发射机的成本虽然比较低，但在高速、大容量的宽带业务下，其已经很难满足日前大容量的需求。
[0003]在大容量业务的带动下，一种新的无源光网络标准TWDM - PON应运而生，TffDM缩写本身是结合TDM时分复用和WDM波分复用的缩写，它是通过多个波长通道来堆积IOG的TDM - PON。
【发明内容】
[0004]本实用新型专利目的在于提供一种结构简单、尺寸小、低成本、波长连续可调的半导体激光器封装结构。
[0005]为达到所述目的，本实用新型所提出的技术方案为:一种波长可调半导体激光器封装结构，包括TO封装外壳、TO管帽，所述的TO管帽上设有一窗口片，其特征在于，所述的TO封装外壳上，TO管帽内设有一 TEC，TEC上焊接有一导热片，所述的导热片上设有一 LD芯片，所述的TEC上还设有一将LD芯片的输出光准直的非球面准直透镜和一将准直后的输出光改变90度沿着窗口片出射的直角棱镜。
[0006]优选的，所述的TEC上还设有一用来监控LD芯片的输出功率的光电二极管，所述的光电二极管设于LD芯片的后向光光路上。
[0007]优选的，所述的导热片为金属片或镀金陶瓷片。
[0008]进一步，所述的TEC上还设有一平台，所述的导热片、光电二极管、非球面准直透镜、直角棱镜设于平台上，所述的平台为金属平台或陶瓷平台。
[0009]进一步，所述的窗口片和TO管帽之间通过玻璃烧结的方式将二者粘结在一起。
[0010]进一步，所述的TO管帽和TO封装外壳间可以通过导热胶粘结或者通过不同温度的焊锡焊接在一起。
[0011]进一步，所述的TO封装外壳上通过玻璃烧结固定有六根PIN脚。
[0012]进一步，所述的TO封装外壳上还设有一散热部件。
[0013]采用上述技术方案，本实用新型所述的波长可调半导体激光器封装结构，采用内置温度控制的TO封装结构，所产生的激光束为准直状态输出，可以通过功率探测元件对输出功率进行有效的监控，通过内部温控系统和工作电流的设置使激光器的输出中心波长和I T U规定的通道波长完全吻合且满足激光输出功率的要求，并且具有结构简单、尺寸小、低成本、波长连续可调等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为所述的波长可调半导体激光器封装结构示意图；
[0015]图2为所述的波长可调半导体激光器封装结构外观图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明做进一步说明。
[0017]如图1所示，LD芯片105前向光，即输出光，经过非球面准直透镜107后变换成准直状态光斑，后经一直角棱镜108后方向改变90度沿着垂直TO封装外壳101的表面，经过窗口片109离开封装结构而出射。LD芯片105后向光直接打到光电二极管106上，用来监控激光器的输出功率。导热片104 (优选为金属片或镀金陶瓷片)作用是为了保证LD出射光中心和非球面透镜中心在同一水平线上而设计。将上述光学件逐一放于TEC102上表面，或者放于一平台103 (金属平台或陶瓷平台)上后再放置于TEC102上表面。最后将TEC102放于TO封装外壳101的上表面。窗口片109和TO管帽110之间通过玻璃烧结的方式将二者粘结在一起，然后再与TO封装外壳101通过导热胶粘结或者通过不同温度的焊锡焊接的方式结合在一起，形成波长可调半导体激光器封装结构。
[0018]如图2波长可调半导体激光器封装结构外观图所示，TO封装外壳101和TO管帽110之间通过平行封焊的方式连接和密封，散热部件111作为封装外壳的一部分其作用是增强内部TEC的散热，TO封装外壳101上六根PIN脚112通过玻璃烧结实现绝缘和密封，内部各元件电极可以通过打线方式或者焊接的方式和六个PIN脚112实现封装内部和外部的电气连接。
[0019]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种波长可调半导体激光器封装结构，包括TO封装外壳、TO管帽，所述的TO管帽上设有一窗口片，其特征在于，所述的TO封装外壳上，TO管帽内设有一 TEC，TEC上焊接有一导热片，所述的导热片上设有一 LD芯片，所述的TEC上还设有一将LD芯片的输出光准直的非球面准直透镜和一将准直后的输出光改变90度沿着窗口片出射的直角棱镜。
2.根据权利要求1所述的一种波长可调半导体激光器封装结构，其特征在于:所述的TEC上还设有一用来监控LD芯片的输出功率的光电二极管，所述的光电二极管设于LD芯片的后向光光路上。
3.根据权利要求1所述的一种波长可调半导体激光器封装结构，其特征在于:所述的导热片为金属片或镀金陶瓷片。
4.根据权利要求1所述的一种波长可调半导体激光器封装结构，其特征在于:所述的TEC上还设有一平台，所述的导热片、光电二极管、非球面准直透镜、直角棱镜设于平台上。
5.根据权利要求4所述的一种波长可调半导体激光器封装结构，其特征在于:所述的平台为金属平台或陶瓷平台。
6.根据权利要求1所述的一种波长可调半导体激光器封装结构，其特征在于:所述的窗口片和TO管帽之间通过玻璃烧结的方式将二者粘结在一起。
7.根据权利要求1所述的一种波长可调半导体激光器封装结构，其特征在于:所述的TO管帽和TO封装外壳间可以通过导热胶粘结或者通过不同温度的焊锡焊接在一起。
8.根据权利要求1所述的一种波长可调半导体激光器封装结构，其特征在于:所述的TO封装外壳上通过玻璃烧结固定有六根PIN脚。
9.根据权利要求1所述的一种波长可调半导体激光器封装结构，其特征在于:所述的TO封装外壳上还设有一散热部件。
【文档编号】H01S5/06GK203536723SQ201320516107
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】柏天国, 李阳, 吴砺 申请人:福州高意通讯有限公司