一種凹面光纖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，具體為一種凹面光纖集成混沌半導體激光器。解決了現有技術中，產生混沌激光的方法具有體積龐大，易受環境影響等技術問題。一種凹面光纖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、凹面光纖以及向半導體激光器芯片供電的電路板；所述半導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體制冷器上表面；所述半導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體激光器芯片和凹面光纖兩部分產生混沌激光，使得混沌半導體激光器結構更簡單，同時擴大了內部空間，實現了光子集成混沌半導體激光器。
【專利說明】
一種[H]面光纖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，具體為一種凹面光纖集成混沌半導體激光器。
【背景技術】
[0002]從上世紀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開始，相應半導體激光器系統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。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進而產生混沌激光，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中，產生混沌激光的方法具有體積龐大，易受環境影響、輸出不穩定的技術問題，提供一種凹面光纖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:一種凹面光纖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、凹面光纖以及向半導體激光器芯片供電的電路板;所述半導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體制冷器上表面;所述半導體激光器芯片的出光端面正對凹面光纖的一個端面。
[0007]所述凹面光纖為單模或多模光纖且凹面光纖正對半導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體激光器芯片出光端面小于12μηι。
[0008]凹面光纖的凹面結構是以半導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]還包括一個其上設有開口的殼體;所述半導體制冷器、熱沉、半導體激光器芯片、電路板以及凹面光纖都在殼體內；所述凹面光纖由殼體內部經過開口伸至殼體外部。
[0010]外界給相應引腳加電使半導體激光器芯片發光，光射在凹面光纖端面上發生反射，反射光給半導體激光器提供反饋，反饋率在0.15% —15%之間以達到產生混沌激光的目的。混沌激光的一部分經凹面光纖導出。
[0011]與現有技術相比，本實用新型通過鍍有透反膜的凹面光纖端面這一結構給半導體激光器芯片提供反饋從而產生混沌激光，其中凹面光纖的端面結構提高了反饋效率。本實用新型僅由半導體激光器芯片和凹面光纖兩部分產生混沌激光，使得混沌半導體激光器結構更簡單，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】
[0012]圖1是本實用新型的凹面光纖集成混沌半導體激光器的俯視結構示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的凹面光纖結構示意圖。
[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_凹面光纖。
【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光子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、凹面光纖7。
[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在殼體I內部，與殼體I緊密接觸的是半導體制冷器的熱面且半導體制冷器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，電路板的正負極和引腳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工作時的溫度。
[0018]在本實施例中，外界給相應引腳加電使半導體激光器芯片5發光，激光照射在凹面光纖7的端面上時一部分光發生反射，反射光給半導體激光器芯片5提供反饋，反饋率在
0.15% —15%之間，反饋光使半導體激光器芯片5產生混沌激光，最后混沌激光的一部分由凹面光纖7接收并導出。
【主權項】
1.一種凹面光纖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)、凹面光纖(7)以及向半導體激光器芯片(5)供電的電路板;所述半導體激光器芯片(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)固定在半導體制冷器(3)上表面;所述半導體激光器芯片(5)的出光端面正對凹面光纖(7)的一個端面。2.如權利要求1所述的一種凹面光纖集成混沌半導體激光器，其特征在于，所述凹面光纖(7)為單模或多模光纖且凹面光纖(7)正對半導體激光器芯片(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體激光器芯片(5)出光端面小于12μηι。3.如權利要求2所述的一種凹面光纖集成混沌半導體激光器，其特征在于，凹面光纖(7)的凹面結構是以半導體激光器芯片(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.如權利要求1?3中任一項所述的一種凹面光纖集成混沌半導體激光器，其特征在于，還包括一個其上設有開口的殼體(I);所述半導體制冷器(3)、熱沉(4)、半導體激光器芯片(5)、電路板以及凹面光纖(7)都在殼體(I)內；所述凹面光纖(7)由殼體(I)內部經過開口伸至殼體(I)外部。5.如權利要求4所述的一種凹面光纖集成混沌半導體激光器，其特征在于，所述半導體制冷器(3)的底部與殼體(I)內壁底部緊密接觸;所述殼體(I)底部采用純銅制成，殼體(I)外側兩邊對稱設有引腳(2);所述引腳(2)總計至少8根。6.如權利要求4所述的一種凹面光纖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，熱沉(4)固定在半導體制冷器(3)上表面且與半導體制冷器(3)的冷面接觸。7.如權利要求5所述的一種凹面光纖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);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，電路板的正負極和引腳(2)采用金絲鍵合的方式進行連接。
【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