半導體雷射器to管座封裝光束壓縮工藝的製作方法
2023-04-24 19:46:26 1
專利名稱：半導體雷射器to管座封裝光束壓縮工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體雷射器TO封裝的光束壓縮結構，屬於雷射器的光束整形技術領域。
背景技術：
半導體雷射器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、易於調製及價格低廉等優點，在 工業、醫學和軍事領域得到了廣泛的應用，如材料加工、光纖通訊、雷射測距、目標指示、 雷射制導、雷射雷達、空間光通信等。隨著半導體雷射器在各個應用領域的不斷發展，其對 雷射光束質量的要求也隨之增加。
由於半導體雷射器的特殊結構使得它的快軸發散角較大，慢軸發散角較小，半導體雷射 光束呈橢圓對稱，制約著半導體雷射器應用。除了極少數的應用，如DPL (固體雷射器)的 側面外，大多數應用，如半導體雷射器泵浦的全固態雷射器(DPSSL)的端面、光纖雷射器以 及要求較高的側面泵浦雷射器等都要求對半導體雷射光束進行壓縮。現有的半導體雷射器都 是採用TO管座封裝，TO管座包括管殼、管舌和管腳，管舌設在管殼的上面，其形狀為一六 面柱，半導體雷射器的管芯粘結在管舌的側面中間，在管舌上封裝一個管帽，在管帽的內部 粘結聚光柱透鏡實現雷射器光束的改變。如果管帽的尺寸在封裝時不合適，就要對管帽進《亍 研磨，導致柱透鏡汙染，使工藝繁瑣，甚至造成浪費。
發明內容
本發明針對現有半導體雷射器TO封裝過程中光束行壓縮工藝複雜、具有不確定性、易造 成材料浪費以及成本高等問題，提供一種光束壓縮工藝簡單、易操作，效率高的半導體雷射 器T0管座封裝光束壓縮工藝。
本發明的半導體雷射器TO管座封裝光束壓縮工藝包括以下步驟
(1) 首先按常規在T0管座的管舌上蒸發焊料，然後將半導體雷射器的管芯粘結在管舌 側面中間，使管芯發光腔面與管舌的上端面平齊，再進行合金、鍵合和光電測試；
(2) 然後將與TO管座型號對應的管帽封裝在TO管座上，使管帽處於TO管座正中間， 即管帽中心線與管座中心線重合；
(3) 利用光學調節架在管帽的外部粘接柱透鏡，柱透鏡與管芯的腔面平行且柱透鏡相對 於管芯的腔面居中，柱透鏡保持完整無汙染，柱透鏡中心線距離管芯的腔面80um 310um。
本發明是在管帽的外部粘結柱透鏡並通過調節柱透鏡位置實現光束壓縮，改變了現有光 束壓縮工藝中在管帽內部粘結柱透鏡、通過調節管帽位置實現光束壓縮的方式，避免了對管 帽進行研磨，使整形工藝效率提高了 15%-20%，並簡化了工藝步驟。
圖1是本發明的光束壓縮工藝原理示意圖。
圖2是本發明的管舌上管芯腔面與管帽外部柱透鏡的位置示意圖。 圖3是本發明中光束壓縮後的條形光斑示意圖。 圖4是本發明中光束壓縮後的方形光斑示意圖。
其中1、柱透鏡，2、管帽，3、 T0管座，4、管芯，5、柱透鏡中心面與管芯腔面的距離。
具體實施例方式
本發明的光束壓縮工藝如圖l所示，具體工藝過程如下-
T0管座3採用現有通用結構，包括管殼、管舌和管腳，管舌形狀為一六面柱。首先按常 規在管舌上蒸發焊料，然後將半導體雷射器的晶片粘結在管舌正中間，使晶片發光腔面與管 舌的上端面平齊，再在180'C下進行合金，合金後進行鍵合和光電測試。
然後使用與TO管座3型號對應的管帽2，將管帽2封裝在TO管座3上，且管帽2處於 管座3的正中間，即管帽中心線與管座中心線重合。
在管帽2的外部粘接柱透鏡1，如圖2所示，柱透鏡1與管芯4的腔面平行且柱透鏡1 相對於管芯4的腔面居中，利用光學調節架在管帽的外部粘接柱透鏡，柱透鏡1與管芯4的 腔面平行且柱透鏡相對於管芯4的腔面居中，柱透鏡l保持完整無汙染，柱透鏡的中心面與 管芯腔面的距離5為80um 310um。
本發明改變了現有光束壓縮工藝中在管帽內部粘結柱透鏡、通過調節管帽位置實現光束 壓縮的方式，將柱透鏡粘結在管帽外部。光束壓縮後利用光學調節架通過調節柱透鏡與管芯、 腔面的間距的不同可以得到圖3所示的條形光斑，也可得到圖4所示的方形光斑。
權利要求
1.一種半導體雷射器TO管座封裝光束壓縮工藝，其特徵在於包括以下步驟(1)首先按常規在TO管座的管舌上蒸發銦焊料，然後將半導體雷射器的管芯粘結在管舌側面中間，使管芯發光腔面與管舌的上端面平齊，再進行合金、鍵合和光電測試；(2)然後將與TO管座型號對應的管帽封裝在TO管座上，使管帽處於TO管座正中間，即管帽中心線與管座中心線重合；(3)利用光學調節架在管帽的外部粘接柱透鏡，柱透鏡與管芯的腔面平行且柱透鏡相對於管芯的腔面居中，柱透鏡保持完整無汙染，柱透鏡中心面距離管芯的腔面80um～310um。
全文摘要
本發明提供了一種半導體雷射器TO管座封裝光束壓縮工藝，包括以下步驟(1)首先按常規在TO管座的管舌上蒸發焊料，然後將半導體雷射器的管芯粘結在管舌側面中間，使管芯發光腔面與管舌的上端面平齊，再進行合金、鍵合和光電測試；(2)然後將與TO管座型號對應的管帽封裝在TO管座上，使管帽處於TO管座正中間；(3)利用光學調節架在管帽的外部粘接柱透鏡，柱透鏡與管芯的腔面平行且柱透鏡相對於管芯的腔面居中。本發明是在管帽的外部粘結柱透鏡並通過調節柱透鏡位置實現光束壓縮，改變了現有光束壓縮工藝中在管帽內部粘結柱透鏡、通過調節管帽位置實現光束壓縮的方式，避免了對管帽進行研磨，使整形工藝效率提高了15％-20％。
文檔編號H01S5/00GK101621176SQ200910017588
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月11日 優先權日2009年8月11日
發明者於果蕾, 劉長江, 偉 夏, 徐現剛, 李佩旭, 湯慶敏, 王海衛, 建 蘇 申請人:山東華光光電子有限公司