一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導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體激光器的產生領域，具體為一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器。解決現有技術產生混沌激光的方法具有體積龐大，易受環境影響、輸出不穩定等技術問題。一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器，包括半導體制冷器、熱沉、半導體激光器芯片、平面透鏡光纖以及向半導體激光器芯片供電的電路板；所述熱沉固定在半導體制冷器的上表面；半導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端面與半導體激光器芯片的出光端面間距小于12μm。本實用新型僅由平面透鏡光纖和半導體激光器芯片兩部分產生了混沌激光，實現了光子集成混沌半導體激光器。
【專利說明】
一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器
技術領域
[0001]本實用新型涉及光子集成混沌半導體激光器的產生領域，具體為一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器。
【背景技術】
[0002]混沌激光是半導體激光器輸出不穩定性的一種特殊形式，具有內在隨機性、初值敏感性、非規則的有序性等特性。20世紀80年代，人們先后在C02半導體激光器、Xe半導體激光器、He-Ne半導體激光器、NH3半導體激光器和半導體激光器等一系列半導體激光器中都觀測到了混沌現象，相應半導體激光器系統的混沌激光理論體系也逐步建立和完善。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密鑰產生、混沌保密通信和混沌密鑰分發、混沌激光雷達和混沌光時域反射儀、混沌超寬帶脈沖(UWB)信號產生、相干長度可調諧光源以及混沌計算等方面的應用得以快速發展，成為未來的研究熱點以及發展方向。
[0003]目前國內外學者進行了大量的研究，主要有三種方式對半導體激光器進行擾動產生混沌激光，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，以上的混沌激光產生方法，都是在實驗室利用半導體激光器加上各種外部分立光學元件搭建而成的具有體積龐大，易受環境影響、輸出不穩定的特點。由于混沌激光的廣泛應用，由各種外部分立光學元件搭建而成的混沌激光設備，已經不能滿足要求，而要真正實現混沌光的實用化和產業化，必須研制體積小、性能穩定、低成本的光子集成混沌半導體激光器。
【發明內容】
[0005]本實用新型為解決現有技術產生混沌激光的方法具有體積龐大，易受環境影響、輸出不穩定等技術問題，提供一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器。
[0006]本實用新型是采用如下技術方案實現的:一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器，包括半導體制冷器、熱沉、半導體激光器芯片、平面透鏡光纖以及向半導體激光器芯片供電的電路板;所述熱沉固定在半導體制冷器的上表面;半導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端面正對半導體激光器芯片的出光端面且與該出光端面間距小于12M1。
[0007]進一步的，還包括一個其上開有出光口的殼體;所述半導體制冷器、熱沉、半導體激光器芯片、電路板和平面透鏡光纖均位于殼體內；其中平面透鏡光纖的另一端通過出光口由殼體內部伸至殼體外側。
[0008]進一步的，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，半導體激光器芯片、熱敏電阻和電路板相應的正負極用金線連接，電路板相應的電極和引腳采用金絲鍵合的方式進行連接。
[0011]當給相應引腳加電時半導體激光器芯片發光，光在平面透鏡光纖端面上發生反射，反射光給半導體激光器芯片提供反饋，雖然反饋率在0.01% —10%之間時會產生混沌光，但考慮到反饋光進入芯片的耦合效率，透反膜的反饋率設為0.15% —15%之間，由于反饋使得半導體激光器芯片產生混沌激光，混沌激光的一部分經平面透鏡光纖接收并導出。
[0012]與現有技術相比，本實用新型提供一種光子集成混沌半導體激光器，其通過平面透鏡光纖給半導體激光器芯片提供反饋以達到產生混沌激光的目的。本實用新型僅由平面透鏡光纖和半導體激光器芯片兩部分產生了混沌激光，使得混沌半導體激光器的結構更簡單，同時擴大了內部空間，實現了光子集成混沌半導體激光器。
【附圖說明】
[0013]圖1本實用新型所述帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器俯視結構示意圖。
[0014]1-殼體、2_引腳、3_半導體制冷器、4_熱沉、5_半導體激光器芯片、6_熱敏電阻、7_平面透鏡光纖、8-出光口。
【具體實施方式】
[0015]下面將結合附圖，對本實用新型實施例中的一種技術方案進行清楚、完整的描述。
[0016]如圖1，本實用新型提供一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器，其結構包括:殼體1、引腳2、半導體制冷器3、熱沉4、半導體激光器芯片5、熱敏電阻6、平面透鏡光纖7、出光口 8。
[0017]所述殼體I底部采用導熱性較好的純銅，兩邊對稱設有引腳2接口；所述引腳2兩邊對稱至少8根;所述半導體制冷器3采用帕爾貼原理制成，當半導體激光器芯片5的工作溫度超過設置值時給半導體制冷器3正向加電流進行制冷散熱，當半導體激光器芯片5的工作溫度沒有達到設置溫度值時給半導體激光器芯片5反向加電進行升溫加熱，這樣即可實現其對溫度的控制，半導體制冷器3置于殼體I內部，與殼體I緊密接觸的是半導體制冷器的熱面(底面)且半導體制冷器3周圍使用隔熱材料做成隔熱圈(圖中未標出)以減少制熱面產生的熱量向制冷面傳遞;所述熱沉4采用導熱系數較大的純銅，厚度不小于0.15cm，在半導體制冷器3上部且與半導體制冷器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;所述半導體激光器芯片5和熱敏電阻6貼在電路板上，半導體激光器芯片5、熱敏電阻6和電路板相應的正負極用金線連接，電路板和引腳2采用金絲鍵合的方式進行連接;熱敏電阻6采用貼片式熱敏電阻用于監測半導體激光器芯片5的工作溫度。
[0018]在本實施例中，外界給相應引腳2加電使半導體激光器芯片5發光，激光照射到所述平面透鏡光纖7端面的透反膜上時發生反射，反射光給半導體激光器芯片5提供反饋，雖然反饋率在0.01% —10%之間時會產生混沌光，但考慮到反饋光進入芯片的耦合效率，透反膜的反饋率設為0.15% —15%之間，反饋光使半導體激光器芯片5產生混沌激光，混沌激光的一部分再由平面透鏡光纖7進行接收并導出。
【主權項】
1.一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器，其特征在于，包括半導體制冷器(3)、熱沉(4)、半導體激光器芯片(5)、平面透鏡光纖(7)以及向半導體激光器芯片(5)供電的電路板;所述熱沉(4)固定在半導體制冷器(3)的上表面;半導體激光器芯片(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)的一個端面正對半導體激光器芯片(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體激光器，其特征在于，還包括一個其上開有出光口(8)的殼體(I);所述半導體制冷器(3)、熱沉(4)、半導體激光器芯片(5)、電路板和平面透鏡光纖(7)均位于殼體(I)內；其中平面透鏡光纖(7)的另一端通過出光口(8)由殼體(I)內部伸至殼體(I)外側。3.如權利要求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.如權利要求1?3任一項所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器，其特征在于，平面透鏡光纖(7)接收半導體激光器芯片(5)出射光的端面的反饋率為0.15%—15%。5.如權利要求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，兩邊對稱設有引腳(2);所述引腳(2)總計至少8根;半導體激光器芯片(5)、熱敏電阻(6)和電路板相應的正負極之間用金線連接，電路板相應的電極和引腳(2)采用金絲鍵合的方式進行連接。6.如權利要求1?3任一項所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器，其特征在于，半導體制冷器(3)的熱面與殼體(I)底部內壁緊密接觸且半導體制冷器(3)周圍使用隔熱材料做成隔熱圈。7.如權利要求1?3任一項所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器，其特征在于，所述熱沉(4)采用純銅制成，厚度不小于0.15cm。8.如權利要求1?3任一項所述的一種帶平面透鏡光纖的模塊集成混沌半導體激光器，其特征在于，所述半導體制冷器(3)采用帕爾貼原理制成。
【文檔編號】H01S5/024GK205543683SQ201620331869
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】郭園園, 王云才, 趙彤, 張明江, 王安幫, 牛亞楠, 韓紅
【申請人】太原理工大學