一种可实现无后向传输光的塑封半导体激光器及封装方法与流程

本发明涉及一种可实现无后向传输光的塑封半导体激光器及封装方法，属于半导体芯片。

背景技术：

1、本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、光路中由于各种原因产生的后向传输光总会对光源以及光路系统产生不良影响，影响光反馈和光谱。在半导体激光源和光传输系统之间安装一个光隔离器，可以在很大程度上减少反射光对光源的光谱输出功率稳定性产生的不良影响。

3、在高速直接调制、直接检测光纤通信系统中，后向传输光会产生附加噪声，使系统的性能劣化，这也需要光隔离器来消除。在光纤放大器中的掺杂光纤的两端装上光隔离器，可以提高光纤放大器的工作稳定性，如果没有它，后向反射光将进入信号源(激光器)中，引起信号源的剧烈波动。在相干光长距离光纤通信系统中，每隔一段距离安装一个光隔离器，可以减少受激布里渊散射引起的功率损失。因此，光隔离器在光纤通信、光信息处理系统、光纤传感以及精密光学测量系统中具有重要的作用。但光隔离器是设置于激光器外侧，不利于实现激光系统的小型化，而且容易损伤激光器。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种可实现无后向传输光的塑封半导体激光器，使用偏振分束器和四分之一波片组合在塑封半导体激光器内部搭建自由空间光隔离器，使激光传输方向为单向门，减小后级光路对激光器的影响，提高信噪比。

2、本发明还提供上述可实现无后向传输光的塑封半导体激光器的封装方法。

3、本发明的技术方案如下：

4、一种可实现无后向传输光的塑封半导体激光器，包括基板、塑封框架、焊线电极、激光器芯片、过渡热沉、金线、偏振分束器和四分之一波片，其中，

5、基板连接有正极引线，焊线电极连接有负极引线，基板上由内到外依次设置有偏振分束器和四分之一波片，基板和焊线电极均插装于塑封框架，偏振分束器一侧的基板上设置有过渡热沉，过渡热沉上设置有激光器芯片，激光器芯片通过金线连接焊线电极。

6、优选的，基板下端设置有两个矩形开口，矩形开口内设置有焊线电极，矩形开口中间位置的基板上连接有正极引线，塑封框架包裹基板和焊线电极，使负极引线与基板形成绝缘隔离，塑封框架还对整体起到了加固作用。

7、优选的，激光器芯片和过渡热沉的总高度低于塑封框架的厚度，以便在制造过程中对过渡热沉和激光器芯片形成保护。

8、优选的，四分之一波片底部通过高度调节装置设置于基板，高度调节装置包括固定框架和调节杆，固定框架上通过螺丝设置有调节杆，螺丝用于锁止调节杆高度位置，调节杆上固定设置有四分之一波片。

9、优选的，基板上侧对称设置有夹孔，方便夹取。

10、上述可实现无后向传输光的塑封半导体激光器的封装方法，步骤如下：

11、(1)准备多个基板和塑封框架，按双排阵列排布，基板开口均朝向外侧，相邻基板的负极引线之间和阵列两侧通过连接筋固定连接，然后通过单次注塑形成整片框架；

12、(2)通过双面金锡工艺使激光器芯片和过渡热沉直接固定到基板上，使用焊线工艺使金线连接激光器芯片和焊线电极；

13、(3)将正极引线上的注塑切开，形成切筋后半成品，使每个激光器正极可独立通电，负极为公共极，使用探针分别接触激光器各自的独立正极和公共负极，测试完毕后切断负极引线上的连接筋和注塑；

14、(4)使用老化柜常温老化3h后剔除不良品，然后将偏振分束器和四分之一波片由内到外依次放置到基板上，校正后得到成品激光器。

15、工作原理：在单一基板上实现多种器件互连，激光束由激光器发出，垂直入射至偏振分束器，出射垂直偏振方向线偏振光(p光)，p光入射至四分之一波片，出射光转变为左旋圆偏振光(或右旋圆偏振光)，光路中反射回来的右旋圆偏振光(或左旋圆偏振光)进入四分之一波片，转变为水平偏振方向线偏振光(s光)，s光经过偏振分束器反射至其他方向。

16、本发明的有益效果在于：

17、1、本发明使用偏振分束器和四分之一波片组合在塑封半导体激光器内部搭建自由空间光隔离器，使激光传输方向为单向门，减小后级光路对激光器的影响，提高信噪比。

18、2、本发明的激光器更加集成，实现激光系统的小型化要求。

技术特征：

1.一种可实现无后向传输光的塑封半导体激光器，其特征在于，包括基板、塑封框架、焊线电极、激光器芯片、过渡热沉、金线、偏振分束器和四分之一波片，其中，

2.如权利要求1所述的可实现无后向传输光的塑封半导体激光器，其特征在于，基板下端设置有两个矩形开口，矩形开口内设置有焊线电极，矩形开口中间位置的基板上连接有正极引线。

3.如权利要求1所述的可实现无后向传输光的塑封半导体激光器，其特征在于，激光器芯片和过渡热沉的总高度低于塑封框架的厚度。

4.如权利要求1所述的可实现无后向传输光的塑封半导体激光器，其特征在于，四分之一波片底部通过高度调节装置设置于基板，高度调节装置包括固定框架和调节杆，固定框架上通过螺丝设置有调节杆，螺丝用于锁止调节杆高度位置，调节杆上固定设置有四分之一波片。

5.如权利要求1所述的可实现无后向传输光的塑封半导体激光器，其特征在于，基板上侧对称设置有夹孔。

6.如权利要求1-5任一项所述的可实现无后向传输光的塑封半导体激光器的封装方法，步骤如下：

技术总结
本发明涉及一种可实现无后向传输光的塑封半导体激光器及封装方法，属于半导体芯片技术领域。激光器包括基板、塑封框架、焊线电极、激光器芯片、过渡热沉、金线、偏振分束器和四分之一波片，其中，基板连接有正极引线，焊线电极连接有负极引线，基板上由内到外依次设置有偏振分束器和四分之一波片，基板和焊线电极均插装于塑封框架，偏振分束器一侧的基板上设置有过渡热沉，过渡热沉上设置有激光器芯片，激光器芯片通过金线连接焊线电极。本发明使用偏振分束器和四分之一波片组合在塑封半导体激光器内部搭建自由空间光隔离器，使激光传输方向为单向门，减小后级光路对激光器的影响，提高信噪比。

技术研发人员：张树宏,秦鹏
受保护的技术使用者：潍坊华光光电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14