一種窄線寬光纖激光器封裝裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光纖封裝領域，尤其涉及一種窄線寬光纖激光器封裝裝置。
【背景技術】
[0002]窄線寬光纖激光器因其具有光譜線寬窄(幾十Khz、幾Khz甚至更低)、頻率可調諧、相干長度長、噪聲低、結構緊湊等特點。其已經廣泛應用于光纖傳感、相干光通信、相干測距、激光雷達、氣體檢測、原子捕獲與冷卻、生物醫療等領域。
[0003]基于光纖激光器的窄線寬技術按照腔結構分為線形腔與環形腔兩種，環形腔窄線寬光纖激光器由于其腔長較長，會有多個模式產生，因此該類型激光器存在頻率漂移大、易跳模等問題，目前還沒有采用該方案的成熟商用化產品。目前商用化相對較成熟的窄線寬光纖激光器多采用線形腔結構，線型腔窄線寬光纖激光器分為分布反饋(DFB)光纖激光器與分布布拉格反射(DBR)光纖激光器兩種。對于DFB與DBR窄線寬光纖激光器，需要對其核心光柵及摻雜光纖進行處理，從而提高窄線寬光纖激光器的頻率穩定性，降低相位噪聲及相對強度噪聲。
[0004]影響窄線寬光纖激光器穩定的主要因素有溫度、聲音、振動等，目前雖然針對影響窄線寬光纖激光器穩定的問題，有一些專利提出了部分解決方法，如專利W02006000543A3，針對振動對激光器的影響，設計了一種特殊的結構來減小外界振動對激光器的影響，該專利只考慮振動對窄線寬光纖激光器的影響；針對溫度對激光器的影響，專利TO2006000543A3采用負熱膨脹系數材料補償溫度對激光器的影響，但是該專利一方面只考慮溫度的影響，另一方面這種方式不能主動調節激光器內部光柵及摻雜光纖的溫度，不利于采用溫度調諧激光器；另外，也有采用主動穩頻的方式來達到穩頻、減小相位噪聲的目的，如專利W02013117199A1采用主動穩頻的方式。這些方法都只是考慮了一個或者兩個因素對窄線寬光纖激光器的影響，導致窄線寬光纖激光器對應用環境要求較為苛刻，這些都不利于窄線寬光纖激光器應用。
【實用新型內容】
[0005]實用新型的目的在于克服現有技術之不足，提供一種窄線寬光纖激光器封裝裝置，本實用新型采用半導體制冷器主動溫控方式，結合隔熱材料來達到減小溫度對激光器穩定性的影響。另外，本發明還采用隔音材料及減震材料來減小外界聲音及振動對窄線寬光纖激光器的影響。
[0006]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種窄線寬光纖激光器封裝裝置，其特征在于，包括:最頂層減震裝置;第一層外殼，第二層隔音材料，第三層隔熱材料，第四層金屬材料，第五層光纖光柵和底部散熱片；
[0007]所述第四層金屬材料的內部用于固定第五層光纖光柵并使其導熱均勻;所述第四層金屬材料的下端設有一凹槽，用于放置熱敏電阻;所述熱敏電阻的下端設有半導體制冷器。
[0008]優選的，所述半導體制冷器的兩端設有從下到上依次排列的下層減震材料，中層隔音材料和上層絕熱材料;所述上層絕熱材料為氣凝膠，用于隔絕底部散熱片的熱量;所述下層減震材料為減震膠墊;所述下層減震材料，中層隔音材料和上層絕熱材料之間通過隔熱膠水粘合。
[0009]優選的，所述最頂層減震裝置由鈑金件和減震材料構成;所述鈑金件用于固定整個裝置，其外觀平整;所述減震材料設置于鈑金件的內側。
[0010]優選的，所述減震材料為減震粒;所述減震粒固定在鈑金件內側，所述鈑金件通過螺柱與底部散熱片固定。
[0011]優選的，所述第一層外殼為導熱系數低的PVC外殼;所述PVC外殼覆蓋該層裝置的整個外部，使該層內部結構與外界環境溫度相隔絕，并其固定支撐作用。
[0012]優選的，所述第二層隔音材料采用高分子材料、金屬粉末及助劑復合而成;所述第二層隔音材料通過隔熱膠水與第一層外殼粘合;所述第三層隔熱材料采用氣凝膠，通過隔熱膠水與隔音材料粘合。
[0013]優選的，所述熱敏電阻為薄片型，其與第四層金屬材料及半導體制冷器充分接觸。
[0014]優選的，所述第四層金屬材料為兩塊導熱材料;所述兩塊導熱材料的內部分別加工為與第五層光纖光柵外觀相匹配的半圓形凹槽狀，兩側設有光纖光柵的光纖的出纖小孔，且凹槽內涂有導熱材料;所述第五層光纖光柵置于兩塊導熱材料的半圓形凹槽內，所述光纖光柵的光纖通過膠水固定在出纖小孔上;所述兩塊導熱材料通過螺絲固定在一起。
[0015]優選的，所述半導體制冷器為長條形的溫控器件，其寬度寬于第四層金屬材料，其長度覆蓋光纖光柵中刻有光柵的長度部分;所述半導體制冷器與第四層金屬材料之間涂有導熱硅脂。
[0016]優選的，所述第四層金屬材料為鋁塊或銅塊。
[0017]本實用新型的有益效果是:當外界環境溫度發生變化時，會影響窄線寬激光器內部光柵的折射率及光柵周期，導致窄線寬光纖器的輸出波長會發生變化，并且頻率穩定性會降低、相位噪聲會變大。因此，本發明采用半導體制冷器與負溫度系數熱敏電阻構成的主動溫控方式來穩定激光器溫度，另外采用導熱系數極低的材料來確保激光器溫度恒定。夕卜界環境的振動及聲音會導致激光器內部的光柵發生應變，同樣也會導致激光器的輸出波長發生變化，頻率穩定性降低，因此，本發明采用隔音材料及減震材料來減小振動與聲音對窄線寬激光器的影響。
[0018]1、采用氣凝膠作為結構件的隔熱材料，其極低的導熱系數能夠很好的隔絕外界環境溫度的影響，確保激光器溫度穩定；
[0019]2、使用隔音材料，減小外部聲音對激光器的影響；
[0020]3、結構上考慮使用減震材料，減小振動對激光器的影響；
[0021]4、采用半導體制冷器與負溫度系數熱敏電阻(TEC與NTC)構成的主動控溫方式，方便外部根據需要來控制不同的溫度，同時也方便利用溫度對激光器進行調諧；
[0022]5、尺寸小，結構緊湊，綜合考慮了影響窄線寬光纖激光器的因素，使DFB及DBR窄線寬光纖激光器能夠在更加惡劣的環境下使用。
[0023]以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細說明；但本實用新型的一種窄線寬光纖激光器封裝裝置不局限于實施例。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的主視圖；
[0025]圖2是本實用新型的爆炸圖；
[0026]圖3是本實用新型的最頂層減震裝置結構示意圖；
[0027]圖4是本實用新型的第一層外殼結構示意圖；
[0028]圖5是本實用新型的第四層金屬材料和第五層光纖光柵結構示意圖；
[0029]圖6是本實用新型的地步散熱片的結構示意圖；
[0030]圖7是本實用新型的側面剖視圖。
【具體實施方式】
[0031]實施例1
[0032]參見圖1至圖6所示，本實用新型的一種窄線寬光纖激光器封裝裝置，其特征在于，包括:最頂層減震裝置10;第一層外殼20，第二層隔音材料30，第三層隔熱材料40，第