半導體激光器又稱激光二極管，是用半導體材料作為工作物質的激光器。由于物質結構上的差異，不同種類產生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質有砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。半導體激光器件，可分為同質結、單異質結、雙異質結等幾種。同質結激光器和單異質結激光器在室溫時多為脈沖器件，而雙異質結激光器室溫時可實現連續工作。

 

　　專利名稱：半導體激光器的封裝方法

 

　　技術領域：

 

　　本發明屬于半導體光電器件的制造技術，涉及對850nm VCSEL半導體激光器進行封裝型的半導體激光器封裝方法。

 

　　背景技術：

 

　　由于850nm VCSEL激光器芯片的激光模式具有正面發光的特點，使得850nm VCSEL激光器芯片的應用長期局限于同軸激光器件的封裝型式。由于此特點使得在單模光纖耦合的光功率小，為提高器件的出纖功率便成為技術難點之一。影響器件出纖功率的因素有以下幾個方面

 

　　1、將激光器芯片貼在同軸管座上，給芯片加電流使其發光。隨時間的增加，芯片產生的熱量也隨著增加使得芯片的工作溫度變高。芯片工作溫度變高后發光的效率就會減小，從而芯片的光強減弱。由于同軸管座的體積小.導熱性能差，所以芯片的熱量不能及時散發降低芯片工作溫度。如果芯片長期在高溫下工作，并將影響芯片發光的穩定性和使用壽命。2、將激光器芯片貼在同軸管座上，由貼片精度的影響會造成芯片的發光會隨軸線方向發生偏移。目前自動貼片機可以將精度控制在士5um以內，人工貼片的精度可以控制在士25um以內。當芯片發光隨軸線方向發生偏移后，再進行透鏡的封裝時就會發生有些光被透鏡擋住，這樣芯片的發光就會損失一部分使得芯片的出光功率變小。3、在進行透鏡封裝時，帶透鏡的管帽與管座不是絕對的垂直也會在軸線上偏移，再累加貼片的偏移影響，最后芯片的出光光跡就會發生較大的偏移。目前使用人工貼片的方法，每批次都會出現5%左右的不良比例。當這些不良的器件進行光纖耦合時，出纖功率就很小。有的即使是能耦合大，但由于軸線的偏移使得器件在進行焊接時會出現虛焊，這樣器件所受的應力不均勻導致光功率不穩定。

 

　　發明內容

 

　　本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠保證850nm VCSEL激光器在單模光纖的耦合出光功率，同時保證器件長時間工作的穩定性和提高產品在生產過程中的直通率的半導體激光器封裝方法。為實現上述目的，本發明的半導體激光器封裝方法是

 

　　a.將VCSEL芯片貼在表面鍍金的熱沉上，用金絲鍵合的工藝將芯片正負極引出，再把芯片翻轉90°固定；

 

　　b.利用制冷器工作原理，使激光器芯片工作的溫度始終保持在士1°C的范圍；

 

　　c.使用負溫度系數的熱敏電阻對制冷器的工作電流進行時時監控，保障激光器芯片出光穩定；

 

　　d.用金屬化光纖直接與芯片耦合，減少激光器芯片發光的衰減和損失，大大提高耦合效率；

 

　　e.用激光焊接工藝將光纖固定；f.將耦合器件先進行8小時高溫存儲，再進行M小時高低溫循環確保激光焊接應力的釋放；