專利名稱：一種單頻光纖激光器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光領(lǐng)域，具體是一種單頻光纖激光器模塊。
背景技術(shù)：
目前，激光器的封裝研究主要集中在半導(dǎo)體激光器，尤其是在半導(dǎo)體激光器溫度控制和與光纖耦合等方面進行了大量的研究，并申請了相當多的專利。在光纖激光器中，由于光纖具有的較大比表面積、較小的直徑，因此對于光纖的溫度控制一般采用較為簡單的自然冷卻或者風(fēng)冷。另外由于光纖本身具有較好的柔韌性、光纖之間通過熔接形成穩(wěn)固連接、激光譜線較寬等原因，外界環(huán)境如電磁、振動、噪聲等對光纖激光器的性能影響較小，因此一般光纖激光器的封裝較為簡單，并不影響其壽命和耐候性。單頻光纖激光器以其極窄的線寬和極長的相干長度，在新一代高速(大于100(ibt/ s)光通訊和以光纖傳感為核心的“物聯(lián)網(wǎng)”中都有廣泛的應(yīng)用前景。但由于光纖增益介質(zhì)存在較寬的增益譜，隨著單頻激光頻譜帶寬的變窄，其頻率穩(wěn)定性變差，對溫度以及外界環(huán)境的敏感性增強，另外光纖激光的噪聲，尤其是低頻噪聲嚴重受外界環(huán)境的影響，為了有效解決這些問題，需要對經(jīng)過封裝的單頻光纖激光諧振腔和泵浦源半導(dǎo)體激光器進行整合封裝，形成光纖激光器模塊，以有效隔離外部環(huán)境的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不受外界環(huán)境影響的單頻光纖激光器模塊。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種單頻光纖激光器模塊，包括單頻光纖激光諧振腔(1)、半導(dǎo)體激光器(2)、半導(dǎo)體制冷器(3)以及金屬密封容器(4)，還包括，所述模塊是將光纖激光諧振腔(1)的輸入端通過波分復(fù)用器(5)與帶尾纖的半導(dǎo)體激光器(2)連接，將光纖激光諧振腔(1)的輸出端與光纖隔離器(7)連接，所述光纖激光諧振腔(1)、半導(dǎo)體激光器(2)、半導(dǎo)體制冷器(3)、波分復(fù)用器(5)以及光纖隔離器(7)均固定在金屬密封容器底座(4-1)上的凹槽內(nèi)，光纖激光諧振腔(1)與金屬密封容器底座(4-1)之間粘貼有半導(dǎo)體制冷器(3)，半導(dǎo)體激光器(2)與半導(dǎo)體制冷器(3)的能源供應(yīng)通過金屬密封容器側(cè)壁接口(6)提供，光纖隔離器(7)的輸出端通過金屬密封容器側(cè)壁小孔(9)伸出盒外。所述光纖激光諧振腔的輸入端與輸出端可由單一的輸入端或輸出端取代，所取代的輸入端或輸出端與波分復(fù)用器(5)的輸入端相連，波分復(fù)用器(5)的輸出端與光纖隔離器(7)的輸入端相連，波分復(fù)用器(5)的另外一個端口與半導(dǎo)體激光器(2)相連，激光從光纖隔離器(7)的輸出端輸出。所述半導(dǎo)體制冷器(3)的工作面與光纖激光諧振腔(1)底部緊貼，其反面與彈性金屬片緊貼，彈性金屬片與金屬密封容器底座(4-1)之間通過機械連接固定。所述金屬密封容器(4)由金屬密封容器底座(4-1)和金屬密封容器頂蓋(4-2)兩部分組成。
所述金屬密封容器(4)的內(nèi)壁粘貼有吸音多孔材料。所述金屬密封容器底座(4-1)上的凹槽和金屬密封容器頂蓋(4-2)的凸起相互咬合，凹槽內(nèi)裝有隔振作用的橡膠圈，金屬密封容器底座與固定板(8)之間鋪設(shè)有減震作用的材料。本發(fā)明具有的優(yōu)點和有益效果包括通過將半導(dǎo)體激光器與光纖激光諧振腔整體封裝，使光纖激光避免外界環(huán)境(如溫度、震動、噪聲等)的影響，實現(xiàn)單頻激光穩(wěn)定和低噪聲輸出。


圖1為本發(fā)明單頻光纖激光器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明金屬密封容器頂蓋的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明在有外界振動干擾存在時單頻激光器模塊輸出激光的F-P掃描干涉圖； 圖4為本發(fā)明激光頻率的穩(wěn)定性結(jié)果圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進行。如圖1和圖2所示，本發(fā)明模塊是將光纖激光諧振腔(1)的輸入端或輸出端與波分復(fù)用器WDM (5)的復(fù)用端相連，波分復(fù)用器WDM (5)的輸出端與光纖隔離器(7)的輸入端相連，波分復(fù)用器WDM (5)的另外一個端口與半導(dǎo)體激光器LD (2)相連，光纖隔離器(7) 的輸出端通過金屬密封容器側(cè)壁小孔(9)伸出盒外，上述連接采用光纖熔接的方式；光纖激光諧振腔(1)、半導(dǎo)體激光器LD (2)以及其它光學(xué)元件固定在金屬密封容器底座(4-1) 上的凹槽內(nèi)，光纖激光諧振腔(1)與金屬密封容器底座(4-1)之間粘貼有半導(dǎo)體制冷器TEC (3)，半導(dǎo)體激光器LD (2)與半導(dǎo)體制冷器TEC (3)的能源供應(yīng)通過金屬密封容器側(cè)壁接口(6)提供，金屬密封容器(4)的內(nèi)壁粘貼有吸音多孔材料，金屬密封容器底座(4-1)上的凹槽和金屬密封容器頂蓋(4-2)的凸起相互咬合，凹槽內(nèi)裝有隔振作用的橡膠圈，金屬密封容器底座與固定板(8)之間鋪設(shè)有減震作用的材料。本發(fā)明單頻光纖激光諧振腔(1)采用激光輸出波長為1. 55mm、線寬小于2kHz、功率大于50mW的光纖激光器，半導(dǎo)體激光器LD (2)采用976nm帶尾纖激光器作為泵浦源，泵浦激光通過波分復(fù)用器(WDM)復(fù)用單頻光纖激光諧振腔中，形成激光通過WDM —端輸出。單頻光纖激光諧振腔溫度控制通過粘貼在其下的半導(dǎo)體制冷器TEC實現(xiàn)，TEC與金屬密封容器之間通過彈性金屬片連接，金屬片起到散熱和隔離振動的作用。密封金屬容器(4)內(nèi)部粘貼有多孔吸音材料，密封金屬容器底座和蓋之間通過咬合連接，咬合接觸處鋪設(shè)有密封橡膠墊圈，以減少振動；金屬密封容器底座與固定板之間鋪設(shè)減震作用的橡膠材料。圖3為有外界振動干擾存在時單頻激光器模塊輸出激光的F-P掃描干涉圖，圖4 為激光頻率的穩(wěn)定性。從圖中看出，激光呈現(xiàn)單頻穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，激光頻率變化不受外界環(huán)境的影響。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，
4均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單頻光纖激光器模塊，包括單頻光纖激光諧振腔(1)、半導(dǎo)體激光器(2)、半導(dǎo)體制冷器(3)以及金屬密封容器(4)，其特征在于，所述模塊是將光纖激光諧振腔(1)的輸入端通過波分復(fù)用器(5)與帶尾纖的半導(dǎo)體激光器(2)連接，將光纖激光諧振腔(1)的輸出端與光纖隔離器(7)連接，所述光纖激光諧振腔(1)、半導(dǎo)體激光器(2)、半導(dǎo)體制冷器 (3)、波分復(fù)用器(5)以及光纖隔離器(7)均固定在金屬密封容器底座(4-1)上的凹槽內(nèi)，光纖激光諧振腔(1)與金屬密封容器底座(4-1)之間粘貼有半導(dǎo)體制冷器(3)，半導(dǎo)體激光器 (2)與半導(dǎo)體制冷器(3)的能源供應(yīng)通過金屬密封容器側(cè)壁接口(6)提供，光纖隔離器(7) 的輸出端通過金屬密封容器側(cè)壁小孔(9)伸出盒外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，所述光纖激光諧振腔的輸入端與輸出端可由單一的輸入端或輸出端取代，所取代的輸入端或輸出端與波分復(fù)用器(5)的輸入端相連，波分復(fù)用器(5)的輸出端與光纖隔離器(7)的輸入端相連，波分復(fù)用器(5)的另外一個端口與半導(dǎo)體激光器(2)相連，激光從光纖隔離器(7)的輸出端輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊，其特征在于，所述半導(dǎo)體制冷器(3)的工作面與光纖激光諧振腔(1)底部緊貼，其反面與彈性金屬片緊貼，彈性金屬片與金屬密封容器底座 (4-1)之間通過機械連接固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊，其特征在于，所述金屬密封容器(4)由金屬密封容器底座(4-1)和金屬密封容器頂蓋(4-2)兩部分組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊，其特征在于，所述金屬密封容器(4)的內(nèi)壁粘貼有吸音多孔材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊，其特征在于，所述金屬密封容器底座(4-1)上的凹槽和金屬密封容器頂蓋(4-2)的凸起相互咬合，凹槽內(nèi)裝有隔振作用的橡膠圈，金屬密封容器底座與固定板(8)之間鋪設(shè)有減震作用的材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單頻光纖激光器模塊，包括單頻光纖激光諧振腔、半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體制冷器以及金屬密封容器，還包括，所述模塊是將光纖激光諧振腔的輸入端通過波分復(fù)用器與帶尾纖的半導(dǎo)體激光器連接，將光纖激光諧振腔的輸出端與光纖隔離器連接，所述光纖激光諧振腔、半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體制冷器、波分復(fù)用器以及光纖隔離器均固定在金屬密封容器底座上的凹槽內(nèi)，光纖激光諧振腔與金屬密封容器底座之間粘貼有半導(dǎo)體制冷器，半導(dǎo)體激光器與半導(dǎo)體制冷器的能源供應(yīng)通過金屬密封容器側(cè)壁接口提供，光纖隔離器的輸出端通過金屬密封容器側(cè)壁小孔伸出盒外，本發(fā)明模塊可對溫度進行精密調(diào)協(xié)、控制，隔離外界環(huán)境振動、噪聲對激光性能的影響。
文檔編號H01S3/08GK102354898SQ20111028086
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者張偉南, 徐善輝, 楊中民 申請人:華南理工大學(xué)