一種凹面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器的制造方法
【專利摘要】本實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，具體為一種凹面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器。解決了現(xiàn)有技術(shù)中，產(chǎn)生混沌激光的方法具有體積龐大，易受環(huán)境影響等技術(shù)問題。一種凹面光纖集成混沌半導(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、凹面光纖以及向半導(dǎo)體激光器芯片供電的電路板；所述半導(dǎo)體激光器芯片貼在電路板上表面；所述電路板和凹面光纖都固定于熱沉上表面，所述熱沉固定在半導(dǎo)體制冷器上表面；所述半導(dǎo)體激光器芯片的出光端面正對凹面光纖的一個端面。本實用新型僅由半導(dǎo)體激光器芯片和凹面光纖兩部分產(chǎn)生混沌激光，使得混沌半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)更簡單，同時擴(kuò)大了內(nèi)部空間，實現(xiàn)了光子集成混沌半導(dǎo)體激光器。
【專利說明】
一種[H]面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實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，具體為一種凹面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]從上世紀(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)體激光器中都觀測到了混沌現(xiàn)象開始，相應(yīng)半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)的混沌激光理論體系就逐步被建立和完善。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。90年代以來，各國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)和混沌光時域反射儀、混沌超寬帶脈沖(UWB)信號產(chǎn)生、相干長度可調(diào)諧光源以及混沌計算等方面的應(yīng)用得以快速發(fā)展，成為未來的研究熱點以及發(fā)展方向。
[0003]目前國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，主要有三種方式對半導(dǎo)體激光器進(jìn)行擾動進(jìn)而產(chǎn)生混沌激光，分別是:(1)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，都是在實驗室利用半導(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。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，而要真正實現(xiàn)混沌光的實用化和產(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]本實用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中，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)定的技術(shù)問題，提供一種凹面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器。
[0006]本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種凹面光纖集成混沌半導(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、凹面光纖以及向半導(dǎo)體激光器芯片供電的電路板;所述半導(dǎo)體激光器芯片貼在電路板上表面;所述電路板和凹面光纖都固定于熱沉上表面，所述熱沉固定在半導(dǎo)體制冷器上表面;所述半導(dǎo)體激光器芯片的出光端面正對凹面光纖的一個端面。
[0007]所述凹面光纖為單?；蚨嗄９饫w且凹面光纖正對半導(dǎo)體激光器芯片的出光端面的一個端面上鍍有透反膜，反饋率在0.15% —15%之間；凹面光纖的鍍有透反膜的端面距離半導(dǎo)體激光器芯片出光端面小于12μηι。
[0008]凹面光纖的凹面結(jié)構(gòu)是以半導(dǎo)體激光器芯片的光源中心為焦點，以該凹面光纖的凹面到該焦點的距離為半徑所畫的球面的一部分。
[0009]還包括一個其上設(shè)有開口的殼體;所述半導(dǎo)體制冷器、熱沉、半導(dǎo)體激光器芯片、電路板以及凹面光纖都在殼體內(nèi)；所述凹面光纖由殼體內(nèi)部經(jīng)過開口伸至殼體外部。
[0010]外界給相應(yīng)引腳加電使半導(dǎo)體激光器芯片發(fā)光，光射在凹面光纖端面上發(fā)生反射，反射光給半導(dǎo)體激光器提供反饋，反饋率在0.15% —15%之間以達(dá)到產(chǎn)生混沌激光的目的?；煦缂す獾囊徊糠纸?jīng)凹面光纖導(dǎo)出。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過鍍有透反膜的凹面光纖端面這一結(jié)構(gòu)給半導(dǎo)體激光器芯片提供反饋從而產(chǎn)生混沌激光，其中凹面光纖的端面結(jié)構(gòu)提高了反饋效率。本實用新型僅由半導(dǎo)體激光器芯片和凹面光纖兩部分產(chǎn)生混沌激光，使得混沌半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)更簡單，同時擴(kuò)大了內(nèi)部空間，實現(xiàn)了光子集成混沌半導(dǎo)體激光器。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的凹面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的凹面光纖結(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_凹面光纖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖，對本實用新型實施例中的一種技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0016]如圖1，本實用新型提供一種光子集成混沌半導(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、凹面光纖7。
[0017]所述殼體I底部采用導(dǎo)熱性較好的純銅，兩邊對稱設(shè)有引腳2接口；所述引腳2兩邊對稱至少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的工作溫度超過設(shè)置值時給半導(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的工作溫度沒有達(dá)到設(shè)置溫度值時給半導(dǎo)體激光器芯片5反向加電進(jìn)行升溫加熱，這樣即可實現(xiàn)其對溫度的控制，半導(dǎo)體制冷器3在殼體I內(nèi)部，與殼體I緊密接觸的是半導(dǎo)體制冷器的熱面且半導(dǎo)體制冷器3周圍使用隔熱材料做成隔熱圈(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的冷面接觸;所述電路板和凹面光纖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，電路板的正負(fù)極和引腳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)測半導(dǎo)體激光器芯片5工作時的溫度。
[0018]在本實施例中，外界給相應(yīng)引腳加電使半導(dǎo)體激光器芯片5發(fā)光，激光照射在凹面光纖7的端面上時一部分光發(fā)生反射，反射光給半導(dǎo)體激光器芯片5提供反饋，反饋率在
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，最后混沌激光的一部分由凹面光纖7接收并導(dǎo)出。
【主權(quán)項】
1.一種凹面光纖集成混沌半導(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)、凹面光纖(7)以及向半導(dǎo)體激光器芯片(5)供電的電路板;所述半導(dǎo)體激光器芯片(5)貼在電路板上表面;所述電路板和凹面光纖(7)都固定于熱沉(4)上表面，所述熱沉(4)固定在半導(dǎo)體制冷器(3)上表面;所述半導(dǎo)體激光器芯片(5)的出光端面正對凹面光纖(7)的一個端面。2.如權(quán)利要求1所述的一種凹面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述凹面光纖(7)為單?；蚨嗄９饫w且凹面光纖(7)正對半導(dǎo)體激光器芯片(5)出光端面的一個端面上鍍有透反膜，反饋率在0.15% —15%之間；凹面光纖(7)鍍有透反膜的端面距離半導(dǎo)體激光器芯片(5)出光端面小于12μηι。3.如權(quán)利要求2所述的一種凹面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，凹面光纖(7)的凹面結(jié)構(gòu)是以半導(dǎo)體激光器芯片(5)的光源中心為焦點，以該凹面光纖(7)的凹面到該焦點的距離為半徑所畫的球面的一部分。4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的一種凹面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，還包括一個其上設(shè)有開口的殼體(I);所述半導(dǎo)體制冷器(3)、熱沉(4)、半導(dǎo)體激光器芯片(5)、電路板以及凹面光纖(7)都在殼體(I)內(nèi)；所述凹面光纖(7)由殼體(I)內(nèi)部經(jīng)過開口伸至殼體(I)外部。5.如權(quán)利要求4所述的一種凹面光纖集成混沌半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述半導(dǎo)體制冷器(3)的底部與殼體(I)內(nèi)壁底部緊密接觸;所述殼體(I)底部采用純銅制成，殼體(I)外側(cè)兩邊對稱設(shè)有引腳(2);所述引腳(2)總計至少8根。6.如權(quán)利要求4所述的一種凹面光纖集成混沌半導(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，熱沉(4)固定在半導(dǎo)體制冷器(3)上表面且與半導(dǎo)體制冷器(3)的冷面接觸。7.如權(quán)利要求5所述的一種凹面光纖集成混沌半導(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);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，電路板的正負(fù)極和引腳(2)采用金絲鍵合的方式進(jìn)行連接。
【文檔編號】H01S5/068GK205543684SQ201620331868
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】張明江, 王云才, 王安幫, 趙彤, 牛亞楠, 張建忠
【申請人】太原理工大學(xué)