同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針的製作方法
2023-12-09 19:11:26
專利名稱：同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針的製作方法
技術領域：
本發明屬於光纖通信技術領域，更具體說是同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其是用於半導體雷射器同軸封裝器件的配件。
背景技術：
在光纖通信技術中，廣泛使用半導體雷射器作為信號源。通常半導體雷射器發出的雷射需要光纖或透鏡耦合將雷射引出才能應用於光纖通信系統。因此產生了許多種不同的耦合封裝形式，例如同軸封裝、雙列直插封裝和蝶形封裝等。其中同軸封裝形式的器件由於其體積小、成本低、連接方便的特點，廣泛使用在接入網、城域網、機架交換和有線電視等場合。通常半導體雷射器同軸器件，光纖和雷射器必須進行人工的耦合對準工作。具體過程通常是將雷射器管座在氮氣下用帶有透鏡的管帽密封，然後用一段內有單模光纖的陶瓷芯與其耦合將光引出，在獲得最大的出纖功率之後，通過雷射焊接、錫焊或者膠粘的辦法將陶瓷芯與封帽雷射器連接並固定在一個金屬套筒上，形成同軸封裝。在這個過程中，與封帽雷射器耦合的陶瓷芯通常的加工方法是，將單模光纖放入事先做好的陶瓷預置棒內用膠固定，然後通過分步拋磨法將內含單模光纖的陶瓷預置棒兩端拋磨成光潔度較高的平面，斜面或小弧面。由於光纖端面同陶瓷預置棒一起被拋磨成平面，斜面或小弧面，這些端面受光與透鏡出光並不匹配。因此，直接導致陶瓷芯與封帽雷射器的耦合效率偏低，出光功率不高，器件的應用受到很大限制。
發明內容
為了解決以上問題，本發明的目的在於提供一種新型的陶瓷插針，通過改變陶瓷插芯內單模光纖的表面形狀，可以提高封帽雷射器的光耦合效率，延長半導體雷射器使用壽命。
本發明解決其技術問題的技術方案是本發明是一種同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其特徵在於，其中包括一光纖；一中空陶瓷棒，該中空陶瓷棒為圓柱形，在中空陶瓷棒的軸向中心開有一圓孔，所述的光纖位於中空陶瓷棒中心軸上的圓孔中。
其中光纖使用的是一端已經加工成非球面形狀的無塗敷層單模光纖。
其中中空陶瓷棒是由納米氧化鋯微粉材料製成。
其中該中空陶瓷棒的圓孔的孔徑與光纖外徑為間隙配合。
其中所述的光纖在放入中空陶瓷棒的圓孔後用耐高低溫並粘結陶瓷的膠進行固定。
其中對中空陶瓷棒漏出光纖未加工的一端進行同時分步拋磨。
本發明的有益效果是採用這種改變了光纖端面幾何形狀的陶瓷插針，能夠比較容易匹配封帽後同軸封裝半導體雷射器的出射光場，從而達到提高耦合效率的效果，最終實現提高光功率，延長半導體雷射器使用壽命的目的。
為進一步說明本發明的技術內容，以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，其中圖1是本發明陶瓷插針的項視圖。
圖2是本發明陶瓷插針的側視剖面圖。
具體實施例方式
請參閱圖1，及圖2，在圖1和圖2的實施例中，本發明一種同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其中包括一光纖1，該光纖1使用的是一端已經加工成非球面形狀的無塗敷層單模光纖；一中空陶瓷棒2，該中空陶瓷棒2為圓柱形，在中空陶瓷棒2的軸向中心開有一圓孔21，所述的光纖1位於中空陶瓷棒2中心軸上的圓孔21中，該中空陶瓷棒2是由納米氧化鋯微粉材料製成，該中空陶瓷棒2的圓孔21的孔徑與光纖1外徑為間隙配合；將所述的光纖1在放入中空陶瓷棒2的圓孔21後用耐高低溫並可粘結陶瓷的膠進行固定。
其中對中空陶瓷棒2漏出光纖1未加工的一端進行同時分步拋磨。
請再參閱圖1及圖2，首先根據封帽後同軸封裝半導體雷射器的出射光場，結合腐蝕、拋磨或雷射刻蝕工藝將光纖1的一端加工成為具有一定角度和曲率半徑的非球面以實現耦合效率最大化。然後，將單模光纖1非球面一端插入到納米氧化鋯微粉製成的中空陶瓷棒2內，調整單模光纖1非球面的插入端露出的部分恰好與陶瓷棒2一端面平齊，然後用353或其它耐高低溫並可粘結陶瓷的膠將光纖與陶瓷棒固定。最後將光纖1的另一端在靠近陶瓷棒2附近剪斷，用分步拋磨法對剪斷的單模光纖1與陶瓷棒2的共端面進行拋磨，形成光潔度較高的端面。
權利要求
1.一種同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其特徵在於，其中包括一光纖；一中空陶瓷棒，該中空陶瓷棒為圓柱形，在中空陶瓷棒的軸向中心開有一圓孔，所述的光纖位於中空陶瓷棒中心軸上的圓孔中。
2.根據權利要求1所述的同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其特徵在於，其中光纖使用的是一端已經加工成非球面形狀的無塗敷層單模光纖。
3.根據權利要求1所述的同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其特徵在於，其中中空陶瓷棒是由納米氧化鋯微粉材料製成。
4.根據權利要求1所述的同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其特徵在於，其中該中空陶瓷棒的圓孔的孔徑與光纖外徑為間隙配合。
5.根據權利要求1所述的同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其特徵在於，其中所述的光纖在放入中空陶瓷棒的圓孔後用耐高低溫並粘結陶瓷的膠進行固定。
6.根據權利要求1所述的同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其特徵在於，其中對中空陶瓷棒漏出光纖未加工的一端進行同時分步拋磨。
全文摘要
一種同軸封裝半導體雷射器陶瓷插針，其特徵在於，其中包括一光纖；一中空陶瓷棒，該中空陶瓷棒為圓柱形，在中空陶瓷棒的軸向中心開有一圓孔，所述的光纖位於中空陶瓷棒中心軸上的圓孔中。採用這種改變了光纖端面幾何形狀的陶瓷插針，能夠比較容易匹配封帽後同軸封裝半導體雷射器的出射光場，從而達到提高耦合效率的效果，最終實現提高光功率，延長半導體雷射器使用壽命的目的。
文檔編號G02B6/42GK1684322SQ20041003487
公開日2005年10月19日 申請日期2004年4月16日 優先權日2004年4月16日
發明者王欣, 祝寧華, 袁海慶 申請人:中國科學院半導體研究所