一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及光子集成混沌半導(dǎo)體激光器的產(chǎn)生領(lǐng)域，具體為一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器。解決現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生混沌激光的方法具有體積龐大，易受環(huán)境影響、輸出不穩(wěn)定等技術(shù)問(wèn)題。一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，包括半導(dǎo)體制冷器、熱沉、半導(dǎo)體激光器芯片、平面透鏡光纖以及向半導(dǎo)體激光器芯片供電的電路板；所述熱沉固定在半導(dǎo)體制冷器的上表面；半導(dǎo)體激光器芯片固定在電路板上；所述電路板和平面透鏡光纖都固定于所述熱沉的上表面；平面透鏡光纖的一個(gè)端面與半導(dǎo)體激光器芯片的出光端面間距小于12μm。本實(shí)用新型僅由平面透鏡光纖和半導(dǎo)體激光器芯片兩部分產(chǎn)生了混沌激光，實(shí)現(xiàn)了光子集成混沌半導(dǎo)體激光器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光子集成混沌半導(dǎo)體激光器的產(chǎn)生領(lǐng)域，具體為一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]混沌激光是半導(dǎo)體激光器輸出不穩(wěn)定性的一種特殊形式，具有內(nèi)在隨機(jī)性、初值敏感性、非規(guī)則的有序性等特性。20世紀(jì)80年代，人們先后在C02半導(dǎo)體激光器、Xe半導(dǎo)體激光器、He-Ne半導(dǎo)體激光器、NH3半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體激光器等一系列半導(dǎo)體激光器中都觀測(cè)到了混沌現(xiàn)象，相應(yīng)半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)的混沌激光理論體系也逐步建立和完善。90年代以來(lái)，各國(guó)研究者們相繼提出了混沌控制和混沌同步的概念，使得混沌激光在高速真隨機(jī)密鑰產(chǎn)生、混沌保密通信和混沌密鑰分發(fā)、混沌激光雷達(dá)和混沌光時(shí)域反射儀、混沌超寬帶脈沖(UWB)信號(hào)產(chǎn)生、相干長(zhǎng)度可調(diào)諧光源以及混沌計(jì)算等方面的應(yīng)用得以快速發(fā)展，成為未來(lái)的研究熱點(diǎn)以及發(fā)展方向。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，主要有三種方式對(duì)半導(dǎo)體激光器進(jìn)行擾動(dòng)產(chǎn)生混沌激光，分別是:(I)光反饋方式(2 )光注入方式(3 )光電反饋方式。
[0004]然而，以上的混沌激光產(chǎn)生方法，都是在實(shí)驗(yàn)室利用半導(dǎo)體激光器加上各種外部分立光學(xué)元件搭建而成的具有體積龐大，易受環(huán)境影響、輸出不穩(wěn)定的特點(diǎn)。由于混沌激光的廣泛應(yīng)用，由各種外部分立光學(xué)元件搭建而成的混沌激光設(shè)備，已經(jīng)不能滿足要求，而要真正實(shí)現(xiàn)混沌光的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化，必須研制體積小、性能穩(wěn)定、低成本的光子集成混沌半導(dǎo)體激光器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生混沌激光的方法具有體積龐大，易受環(huán)境影響、輸出不穩(wěn)定等技術(shù)問(wèn)題，提供一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器。
[0006]本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，包括半導(dǎo)體制冷器、熱沉、半導(dǎo)體激光器芯片、平面透鏡光纖以及向半導(dǎo)體激光器芯片供電的電路板;所述熱沉固定在半導(dǎo)體制冷器的上表面;半導(dǎo)體激光器芯片固定在電路板的上表面;所述電路板和平面透鏡光纖都固定于所述熱沉的上表面;平面透鏡光纖的一個(gè)端面正對(duì)半導(dǎo)體激光器芯片的出光端面且與該出光端面間距小于12M1。
[0007]進(jìn)一步的，還包括一個(gè)其上開(kāi)有出光口的殼體;所述半導(dǎo)體制冷器、熱沉、半導(dǎo)體激光器芯片、電路板和平面透鏡光纖均位于殼體內(nèi)；其中平面透鏡光纖的另一端通過(guò)出光口由殼體內(nèi)部伸至殼體外側(cè)。
[0008]進(jìn)一步的，還包括貼在電路板上的熱敏電阻。
[0009]更具體的，平面透鏡光纖的端面上鍍有透反膜，反饋率在0.15%—15%之間。
[0010]更具體的，半導(dǎo)體激光器芯片、熱敏電阻和電路板相應(yīng)的正負(fù)極用金線連接，電路板相應(yīng)的電極和引腳采用金絲鍵合的方式進(jìn)行連接。
[0011]當(dāng)給相應(yīng)引腳加電時(shí)半導(dǎo)體激光器芯片發(fā)光，光在平面透鏡光纖端面上發(fā)生反射，反射光給半導(dǎo)體激光器芯片提供反饋，雖然反饋率在0.01% —10%之間時(shí)會(huì)產(chǎn)生混沌光，但考慮到反饋光進(jìn)入芯片的耦合效率，透反膜的反饋率設(shè)為0.15% —15%之間，由于反饋使得半導(dǎo)體激光器芯片產(chǎn)生混沌激光，混沌激光的一部分經(jīng)平面透鏡光纖接收并導(dǎo)出。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供一種光子集成混沌半導(dǎo)體激光器，其通過(guò)平面透鏡光纖給半導(dǎo)體激光器芯片提供反饋以達(dá)到產(chǎn)生混沌激光的目的。本實(shí)用新型僅由平面透鏡光纖和半導(dǎo)體激光器芯片兩部分產(chǎn)生了混沌激光，使得混沌半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，同時(shí)擴(kuò)大了內(nèi)部空間，實(shí)現(xiàn)了光子集成混沌半導(dǎo)體激光器。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1本實(shí)用新型所述帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]1-殼體、2_引腳、3_半導(dǎo)體制冷器、4_熱沉、5_半導(dǎo)體激光器芯片、6_熱敏電阻、7_平面透鏡光纖、8-出光口。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的一種技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0016]如圖1，本實(shí)用新型提供一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，其結(jié)構(gòu)包括:殼體1、引腳2、半導(dǎo)體制冷器3、熱沉4、半導(dǎo)體激光器芯片5、熱敏電阻6、平面透鏡光纖7、出光口 8。
[0017]所述殼體I底部采用導(dǎo)熱性較好的純銅，兩邊對(duì)稱(chēng)設(shè)有引腳2接口；所述引腳2兩邊對(duì)稱(chēng)至少8根;所述半導(dǎo)體制冷器3采用帕爾貼原理制成，當(dāng)半導(dǎo)體激光器芯片5的工作溫度超過(guò)設(shè)置值時(shí)給半導(dǎo)體制冷器3正向加電流進(jìn)行制冷散熱，當(dāng)半導(dǎo)體激光器芯片5的工作溫度沒(méi)有達(dá)到設(shè)置溫度值時(shí)給半導(dǎo)體激光器芯片5反向加電進(jìn)行升溫加熱，這樣即可實(shí)現(xiàn)其對(duì)溫度的控制，半導(dǎo)體制冷器3置于殼體I內(nèi)部，與殼體I緊密接觸的是半導(dǎo)體制冷器的熱面(底面)且半導(dǎo)體制冷器3周?chē)褂酶魺岵牧献龀筛魺崛?圖中未標(biāo)出)以減少制熱面產(chǎn)生的熱量向制冷面?zhèn)鬟f;所述熱沉4采用導(dǎo)熱系數(shù)較大的純銅，厚度不小于0.15cm，在半導(dǎo)體制冷器3上部且與半導(dǎo)體制冷器3的冷面(上表面)接觸;所述電路板和平面透鏡光纖7都固定于所述熱沉4上;所述半導(dǎo)體激光器芯片5和熱敏電阻6貼在電路板上，半導(dǎo)體激光器芯片5、熱敏電阻6和電路板相應(yīng)的正負(fù)極用金線連接，電路板和引腳2采用金絲鍵合的方式進(jìn)行連接;熱敏電阻6采用貼片式熱敏電阻用于監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體激光器芯片5的工作溫度。
[0018]在本實(shí)施例中，外界給相應(yīng)引腳2加電使半導(dǎo)體激光器芯片5發(fā)光，激光照射到所述平面透鏡光纖7端面的透反膜上時(shí)發(fā)生反射，反射光給半導(dǎo)體激光器芯片5提供反饋，雖然反饋率在0.01% —10%之間時(shí)會(huì)產(chǎn)生混沌光，但考慮到反饋光進(jìn)入芯片的耦合效率，透反膜的反饋率設(shè)為0.15% —15%之間，反饋光使半導(dǎo)體激光器芯片5產(chǎn)生混沌激光，混沌激光的一部分再由平面透鏡光纖7進(jìn)行接收并導(dǎo)出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，包括半導(dǎo)體制冷器(3)、熱沉(4)、半導(dǎo)體激光器芯片(5)、平面透鏡光纖(7)以及向半導(dǎo)體激光器芯片(5)供電的電路板;所述熱沉(4)固定在半導(dǎo)體制冷器(3)的上表面;半導(dǎo)體激光器芯片(5)固定在電路板的上表面;所述電路板和平面透鏡光纖(7)都固定于所述熱沉(4)的上表面;平面透鏡光纖(7)的一個(gè)端面正對(duì)半導(dǎo)體激光器芯片(5)的出光端面且與該出光端面間距小于12μmD2.如權(quán)利要求1所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，還包括一個(gè)其上開(kāi)有出光口(8)的殼體(I);所述半導(dǎo)體制冷器(3)、熱沉(4)、半導(dǎo)體激光器芯片(5)、電路板和平面透鏡光纖(7)均位于殼體(I)內(nèi)；其中平面透鏡光纖(7)的另一端通過(guò)出光口(8)由殼體(I)內(nèi)部伸至殼體(I)外側(cè)。3.如權(quán)利要求2所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，還包括貼在電路板上的熱敏電阻(6 )。4.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，平面透鏡光纖(7)接收半導(dǎo)體激光器芯片(5)出射光的端面的反饋率為0.15%—15%。5.如權(quán)利要求3所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述殼體(I)底部采用純銅制成，兩邊對(duì)稱(chēng)設(shè)有引腳(2);所述引腳(2)總計(jì)至少8根;半導(dǎo)體激光器芯片(5)、熱敏電阻(6)和電路板相應(yīng)的正負(fù)極之間用金線連接，電路板相應(yīng)的電極和引腳(2)采用金絲鍵合的方式進(jìn)行連接。6.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，半導(dǎo)體制冷器(3)的熱面與殼體(I)底部?jī)?nèi)壁緊密接觸且半導(dǎo)體制冷器(3)周?chē)褂酶魺岵牧献龀筛魺崛Α?.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述熱沉(4)采用純銅制成，厚度不小于0.15cm。8.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述半導(dǎo)體制冷器(3)采用帕爾貼原理制成。
【文檔編號(hào)】H01S5/024GK205543683SQ201620331869
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】郭園園, 王云才, 趙彤, 張明江, 王安幫, 牛亞楠, 韓紅
【申請(qǐng)人】太原理工大學(xué)