[实用新型]消阈值激光二极管组件

说明书

本实用新型涉及一种光纤通信用的光电转换器件，特别是一种消阈值激光二极管组件。

在光纤通信领域中，光源器件是很重要的器件之一，一种是以发光二极管做为光源器件，发光二极管的工作电流一般在60mA左右，没有工作阈值电流的影响，将其通电即产生光，其优点是调制驱动电路简单，缺点是其频谱较宽，工作稳定性较差，输出光功率较低，一般在100μW以下，另一种是以激光二极管做为光源器件，其工作电流一般在20mA左右，输出光功率很高，一般大于100μW，频谱较窄，工作稳定性较好，但有较小工作阈值电流，当低于这一阈值电流时，将产生荧光，因此其调制驱动电路复杂。上述二者各有其优缺点，如何研制一种光源器件既具有二者优点，又将二者缺点降至最低，是本领域技术课题之一。

本实用新型目的是提供一种消阈值激光二极管组件，它的光功率电流曲线类似发光管，调制驱动电路简单，且阈值电流不会影响其正常工作，同时光功率输出可高达100到500μW。此外，该激光二极管的封装中，还可直接带有适配器的封装，该组件结构可衍生出各种标准的适配器结构。

本实用新型的目的是按如下技术方案实现的。它包括激光器管芯，激光宝塔、套筒、陶瓷插芯、陶瓷插芯座，陶瓷插芯位于陶瓷插芯座的中心孔内，激光器管芯位于激光宝塔的中心孔内，该激光宝塔位于套筒的中心孔内，并可沿轴向调节激光宝塔与该套筒之间的相对位置，套筒的一端与陶瓷插芯座端面连接，激光器管芯与陶瓷插芯是同心的，陶瓷插芯的面对激光器管芯的端面是斜面。在陶瓷插芯座的阶梯圆上装有直套，在直套内孔中装有套在陶瓷插芯上的陶瓷套管。所述陶瓷插芯上装配有单模光纤。本实用新型采取结构为离焦耦合的结构，在该激光二极管结构中，采用陶瓷插芯的端面为斜面以减小发射光直接进入管芯的程度，保持该组件工作稳定，通过装配时调节该激光器管芯的轴向位置，使激光器管芯的焦点位置偏离开该陶瓷插芯的斜平面中心至所需距离，然后将位置固定，使该激光二极管组件的性能达到使用要求，即成为工作电流较高，阈值电流很低可忽略不计的高光功率的激光二极管，既综合了发光二极管与激光二极管的优点，同时该结构还可变化出FC、ST等各种适配器的耦合结构来。

综上所述，本实用新型采用端面为斜面的陶瓷插芯和可调焦距距离的结构，以及带有适配器的封装结构，使本实用新型达到既有光二极管的调制驱动简单的优点，又有激光二极管的大功率、工作稳定性好的优点，且结构简单，可直接带有适配器。本实用新型适于光纤通信装置上使用，可代替现有的发光二极管及激光二极管，本实用新型还可作用于以半导体激光器作光源的系统，如光纤陀螺的导航系统、定位系统、探测系统上。

下面以实施例做具体介绍。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2、3为各光功率电流曲线图。

图中代号：1直套          2陶瓷套管    3激光宝塔4激光器管芯    5套筒        6陶瓷插芯座7陶瓷插芯      8斜面        9阶梯圆

如图1，本实用新型包括激光器管芯4、激光宝塔3、套筒5、陶瓷插芯7、陶瓷插芯座6，该陶瓷插芯7位于陶瓷插芯座6的中心孔内，激光器管芯4位于激光宝塔3的中心孔内，该激光宝塔3位于套筒5的中心孔内，并可沿轴向调节该激光宝塔3与该套筒5间的相对位置，以得到所需离焦距离。套筒5的一端与陶瓷插芯座6端面连接，激光器管芯4与陶瓷插芯7是同心的，陶瓷插芯7的面对激光器管芯4的端面是斜面8。在陶瓷插芯座6的阶梯圆9上装有直套1，在直套1内孔中装有套在该陶瓷插芯7上的陶瓷套管2。各件中，直套1、陶瓷套管2、陶瓷插芯7、陶瓷插芯座6是在紧密配合下连在一起的，并与套筒5、激光宝塔3、激光器管芯4同轴，陶瓷插芯7是装配有单模光纤的陶瓷插芯。当装配时，将激光宝塔3与激光器管芯4同轴情况下，用胶及点焊将二者固定。将管腿4A通电，则管芯4上的透镜4B发光，在保证该套筒5与其它配合件同轴情况下，沿轴向移动该激光宝塔3，调节该激光器管芯4的聚焦距离，当出射光焦点在陶瓷插芯7的斜面8的中心点处时，此时其光功率电流曲线如图2，为典型的激光二极管的光功率-电流曲线，在温度变化时由于阈值的变化，光功率变化很大，在驱动电流为25mA时，T=25℃时功率为200μW，T=70℃时为50μW。沿轴向调节激光宝塔3与套筒5之间的相对位置，使焦点与该斜面8的中心离开进行离焦耦合。如图3所示，曲线B为典型的激光器的光功率-电流曲线，曲线A为离焦耦合消阈值激光二极管的光功率-电流曲线，在曲线A上，该激光管管芯在60mA时光功率为100-600μW之间，这时光功率-电流曲线A就与发光管很相似，但由于消阈值激光管的耦合效率低，工作电流在60mA时，阈值在这里与工作电流相比可以忽略，因而阈值随温度的变化对光功率的影响也就很小。而在精确耦合的激光器中，由于阈值可以与工作电流25mA相比不可忽略，从而对光功率影响很大。本实用新型的耦合精度比带尾纤的激光器要求低，且工艺简单，材料、人工成本均较低。图1中的直套1是SC适配器，通过改变直套1的外形结构，可装配各种FC适配器或带尾纤输出。