本发明涉及激光器设备技术领域,尤其是一种集etalon滤波器的激光器及其组装方法。
背景技术:
dfb激光器由于自身啁啾效应,消光比低,分布在3~6db之间,传输距离短,仅10km,如在dfb激光器后面加滤波器,通过滤掉0电平的杂波,提升1电评的信号,从而可以提高消光比,加滤波器后的消光比能够提升到8~10db,增加了传输距离,传输距离提高到40km,弥补了dfb激光器短距传输的缺点,同时解决了我国一直受eml激光器芯片的制约难题,实现低成本,长距的传输。而滤波器的工作点是通过分光波片反射和通过的光功率检测实现锁波的,如何贴装分光波片是来实现光功率的分光比例,是整个行业内的制作集滤波器的激光器的技术难点,把滤波器集成到激光器中,需要用锁波技术调整0和1的比例,以达到更好的应用滤波器,而锁波技术是通过滤波器后面的0和1的光功率的检测来确定,这个光功率有一个下限值,如果太小,在电路中检测会受到噪声的影响,所以如何得到一定的值的检测功率,需要对分光波片进行一定巧妙的贴装。
目前行业内采用无源贴装,缺点之一是,光路设计及工艺上需要完全保证按照设计光路前提才能达到合适的分光光电流,如果光路稍有偏差,分光电流不能满足要求,整个器件报废,缺点之二是,工艺上要求极为严格,这样成本会相应增加。
鉴于此,有必要提出一种新的集etalon滤波器的激光器及其组装方法。
技术实现要素:
鉴于背景技术所存在的技术问题,本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种对光路的控制要求低、可实时检测分光电流、大大提升贴装成功率的集etalon滤波器的激光器及其组装方法。
为解决上述技术问题,本发明采用了以下技术措施:
一种集etalon滤波器的激光器,包括外壳、基板和设置于所述基板上方的激光器芯片、第一热沉板、准直透镜、滤波器、分光片、pd芯片、第二热沉板;所述激光器芯片设置于所述第一热沉板上;所述准直透镜、滤波器和分光片依次排列分布以实现激光由准直透镜到分光片的照射;所述分光片用于将激光反射至pd芯片上;所述第二热沉板设置于所述pd芯片一侧。
作为进一步改进,定义所述准直透镜到所述滤波器的方向为第一方向;定义所述分光片的放置角度与所述第一方向上的竖直面之间的夹角范围为a,其中a的范围为44°~46°。
作为进一步改进,定义所述分光片的厚度范围为d,其中d的范围为0.12mm~0.16mm;定义所述反光片的光反射量占照射到反光片上的总光量的比例为b,其中b的范围为4.7%~5.3%。
作为进一步改进,所述pd芯片可进一步连接有微安表用于检测光电流是否达到锁波效果。
一种集etalon滤波器的激光器的组装方法,包括以下步骤:
s1:将激光器芯片装配至第一热沉板上,并将第一热沉板贴装于基板上;
s2:将准直透镜耦合至基板上且保证激光器芯片发出的激光能通过准直透镜;
s3:将滤波器贴装到准直透镜照射方向上的后方;
s4:将pd芯片贴装到第二热沉板上,绑定两条金线,然后将整体贴装到基板上;
s5:将两条金线的另一端与微安表相连接;
s6:在基板上预点uv胶,将分光波片按照夹角a的值预放在滴有uv胶的基板上;
s7:通过微安表观察pd芯片的检测光电流,用工具轻轻拨动分光片来调节检测光电流的值直至光电流满足大于100微安;
s8:使用紫外线光照射uv胶进行预固定,通过点热固胶固化;
s9:盖上外壳进行固定。
作为进一步改进,在所述s4步骤中,所述pd芯片和所述第二热沉板与所述基板相垂直设置。
作为进一步改进,在所述s6步骤中,所述工具可以为镊子或细杆。
与现有技术相比较,本发明具有以下优点:
1、本发明一种集etalon滤波器的激光器采用滤波器结合分光片的结构来加强锁波效率,从而提高激光器的消光比。
2、本发明一种集etalon滤波器的激光器的贴装方法在贴装过程中采用uv胶预固定分光片的方式,通过观察pd芯片上的电流值来实时改变分光片反射光的电流值,以满足大于100微安要求为准则,整个方法对光路的控制要求降低,光路可以有0.1mm的偏差,能有效达到光纤的耦合偏差和提高滤波器的锁波效率,方法简单,易批量生产,不会引入光电流不良产品,相对传统贴装工艺是先贴装分光片,再贴装pd检测芯片来说,成功率提升50%。
附图说明
附图1是本发明一种一种集etalon滤波器的激光器的内部结构示意图。
主要元件符号说明
激光器芯片1
第一热沉板2
基板3
准直透镜4
滤波器5
分光片6
pd芯片7
第二热沉板8
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
请参考图1,实施例中,一种集etalon滤波器5的激光器,包括外壳、基板3和设置于所述基板3上方的激光器芯片1、第一热沉板2、准直透镜4、滤波器5、分光片6、pd芯片7、第二热沉板8,所述基板3呈长方形状。
具体的,所述激光器芯片1设置于所述第一热沉板2上,所述第一热沉板2贴装于所述基板3上,所述第一热沉板2与所述基板3相平行设置;所述准直透镜4、滤波器5和分光片6依次排列分布以实现激光由准直透镜4到分光片6的照射,即所述准直透镜4、滤波器5和分光片6呈直线分布;所述pd芯片7设置于所述第二热沉板8上,所述pd芯片7与所述第二热沉板8的装配体与所述基板3相垂直设置。
请参考图1,实施例中,所述分光片6设置在所述滤波器5后方,所述分光片6用于将激光反射至pd芯片7上;即所述激光器芯片1、准直透镜4、滤波器5、分光片6和pd芯片7整体位置呈l型状设置,所述pd芯片7可进一步连接有微安表用于检测光电流是否达到锁波效果。。
进一步地,所述激光器芯片1通过准直透镜4及滤波器5,再照射到分光波片上,5%的光反射到pd组件4上,95%的光投射过去,最后耦合到光纤中,通过调节分光片6的角度和位置,来达到一定光电流即可,pd的光敏面仅100微米,光斑大小300微米,如果仅通过贴装位置控制,很难对齐,常常光电流不够,而不得不反修,所以本发明先贴装pd,后调节分光片6,使光斑对齐到pd的光敏面积,这样达到足够的光电流。
具体的,定义所述准直透镜4到所述滤波器5的方向为第一方向;定义所述分光片6的放置角度与所述第一方向上的竖直面之间的夹角范围为a,其中a的范围为44°~46°,优选的,一开始选取a的值为45°并根据后续为微安表的光电流值进行微调。
定义所述分光片6的厚度范围为d,其中d的范围为0.12mm~0.16mm;优选的,其厚度d的值为0.15mm;定义所述反光片的光反射量占照射到反光片上的总光量的比例为b,其中b的范围为4.7%~5.3%,其余部分的光增透到光纤处作为最后激光器的输出光源。
一种集etalon滤波器5的激光器的组装方法,包括以下步骤:
s1:将激光器芯片1装配至第一热沉板2上,并将第一热沉板2贴装于基板3上;
s2:将准直透镜4耦合至基板3上且保证激光器芯片1发出的激光能通过准直透镜4;
s3:将滤波器5贴装到准直透镜4照射方向上的后方;
s4:将pd芯片7贴装到第二热沉板8上,绑定两条金线,然后将整体贴装到基板3上;
s5:将两条金线的另一端与微安表相连接;
s6:在基板3上预点uv胶,将分光波片按照夹角a的值预放在滴有uv胶的基板3上;
s7:通过微安表观察pd芯片7的检测光电流,用工具轻轻拨动分光片6来调节检测光电流的值直至光电流满足大于100微安;
s8:使用紫外线光照射uv胶进行预固定,通过点热固胶固化;
s9:盖上外壳进行固定。
此方法适合所有带滤波器5的激光器的贴装,具体的,首先激光器芯片1装配到第一热沉板2上,将第一热沉板2贴装到基板3上,将准直透镜4耦合到基板3上,并滤波器5贴装到准直透镜4后面,然后将pd芯片7贴装到第二热沉板8上,进行绑定金线,再将整体贴装到基板3上,通过绑定金线和外部的微安表相连。
这样完成整个贴装后,最后耦合分光片6,首先在基板3上点一滴uv胶,然后把分光片6按照45度方向放在uv胶上,使激光器工作,调节激光器芯片1的输出激光在一定波长范围内以满足滤波器5的带宽要求,滤波器5将滤波后的激光投射至分光片6上,同时观察微安表,看光电流值,如果光电流值满足电路检测要求,则固化uv,然后补热固胶,如果光电流偏小,则用镊子轻轻波动分光片6,并观察pd芯片7的检测光电流进行监控,当光电流满足要求时,一般大于100ua,这样电路上不会映入噪声而造成误判,而且不会引入光电流不良产品,对光路的要求适当放宽,在工艺控制上难度降低,可实现批量生产。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。