ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЛАЗЕР Российский патент 2002 года по МПК H01S5/00 

Изобретение относится к области полупроводниковой квантовой техники, а именно к полупроводниковым лазерам, используемым в различных отраслях народного хозяйства.

Известен оптический передающий модуль, который представляет собой монолитный блок, содержащий контактную пластину с лазерным диодом и фотодиодом, плату с входным концом световода, размещенные на уголке, при этом они дополнительно соединены друг с другом. Отвод тепла происходит через одну пластину, что затрудняет отвод тепла от лазерного диода (патент России 2019013, Н 01 S 3/025, 1994 г.).

Наиболее известная конструкция полупроводникового лазера, принятая за прототип, содержит полый корпус с крышкой, где установлен основной лазерный диод на одну контактную пластину, закрепленный на теплоотвод параллельно оси лазера, диод, выполняющий функцию термочувствительного элемента к излучению основного лазерного диода, за пределами корпуса полупроводникового лазера располагается формирователь импульсов тока. Контактная пластина охватывает две стороны лазерного диода, но крепится только к одной стороне, что приводит к затрудненному отводу тепла от лазерного диода (заявка Японии 1084772, МПК Н 01 S 3/18, 1989 г.).

Всем указанным известным техническим решениям присущ общий недостаток, заключающийся в сложности конструкции полупроводникового лазера и обязательном наличии мощного теплоотвода из-за одностороннего отвода тепла.

В основу изобретения положено решение задачи:
упрощение конструкции полупроводникового лазера, улучшение отвода тепла от лазерного диода за счет расположения лазерного диода в центре наружной стороны формирователя импульсов тока и крепления его на две контактные пластины, снижение материалоемкости.

Это достигается тем, что в полупроводниковом лазере, содержащем лазерный диод с контактными пластинами, формирователь импульсов тока, закрепленные в полом корпусе с крышкой с оптическим стеклом, а также выводы, корпус снабжен пазами, в которых закреплена керамическая плата формирователя импульсов тока перпендикулярно оси полупроводникового лазера, в центре наружной стороны платы прикреплен лазерный диод на две контактные пластины, а на внутренней стороне платы расположены элементы формирователя импульсов тока, при этом соотношение высот корпуса полупроводникового лазера и его крышки составляет 2:1, низ корпуса закрывает диэлектрическая пластина с выводами.

Выполнение корпуса полупроводникового лазера полым и изготовление крышки с меньшей высотой в соотношении 2:1 приводит к снижению материалоемкости. При этом корпус может быть выполнен в виде кольца или стакана. Указанное расположение лазерного диода и керамической платы формирователя импульсов тока позволяет использовать керамическую плату в качестве теплоотвода и держателя лазерного диода с повышением эффективности теплоотвода и упрощением конструкции.

На фиг.1 показан полупроводниковый лазер с корпусом в виде кольца, общий вид. На фиг. 2 изображен полупроводниковый лазер с корпусом в виде стакана, общий вид.

Полупроводниковый лазер состоит из корпуса 1, выполненного в виде полого тела, снабженного пазами 2. В пазы 2 крепится керамическая плата 3 формирователя импульсов тока. В центре наружной стороны керамической платы 3 формирователя импульсов тока прикреплен лазерный диод 4 на контактные пластины 5. На внутренней стороне керамической платы 3 формирователя импульсов тока расположены элементы формирователя импульсов тока. Внизу корпуса 1 вставляется диэлектрическая пластина 6 с выводами 7. Корпус 1 полупроводникового лазера снабжен крышкой 8 с оптическим стеклом 9. При выполнении корпуса 1 в виде стакана вывода 7 впаяны в дно корпуса 1.

Полупроводниковый лазер работает следующим образом.

Через выводы на формирователь импульсов тока поступает напряжение и импульс запуска. Формирователь импульсов тока формирует импульсы тока накачки для лазерного диода 4, которые поступают к нему через проводники. Лазерный диод 4 испускает импульс излучения вдоль оси прибора через оптическое стекло 9. При работе лазерного диода 4 выделяется тепло, которое отводится через две контактные пластины 5, что увеличивает отвод тепла в 2 раза по сравнению с прототипом.

Таким образом, создан дешевый полупроводниковый лазер с улучшенным теплоотводом со следующими основными характеристиками:
- напряжение питания (постоянное) - 20 В;
- ток потребления - не более 12 мА;
- максимальная частота следования импульсов - 5 кГц;
- длина волны - 0,85 нм;
- импульсная мощность излучения - не менее 5 Вт.

Изобретение относится к области полупроводниковой квантовой техники, а именно к полупроводниковым лазерам. Предложен полупроводниковый лазер, содержащий лазерный диод с контактными пластинами, формирователь импульсов тока, закрепленные в полом корпусе с крышкой с оптическим стеклом, а также выводы. При этом корпус снабжен пазами, в которых закреплена керамическая плата формирователя импульсов тока перпендикулярно оси полупроводникового лазера, в центре наружной стороны платы прикреплен лазерный диод на две контактные пластины, а на внутренней стороне платы расположены элементы формирователя импульсов тока. Соотношение высот корпуса полупроводникового лазера и его крышки составляет 2:1, низ корпуса закрывает диэлектрическая пластина с выводами. В результате достигается упрощение конструкции полупроводникового лазера, улучшение отвода тепла от лазерного диода за счет расположения лазерного диода в центре наружной стороны формирователя импульсов тока и крепления его на две контактные пластины, снижение материалоемкости. 2 ил.

Полупроводниковый лазер, содержащий лазерный диод с контактными пластинами, формирователь импульсов тока, закрепленные в полом корпусе с крышкой с оптическим стеклом, а также выводы, отличающийся тем, что корпус снабжен пазами, в которых закреплена керамическая плата формирователя импульсов тока перпендикулярно оси полупроводникового лазера, в центре наружной стороны платы прикреплен лазерный диод на две контактные пластины, а на внутренней стороне платы расположены элементы формирователя импульсов тока, при этом соотношение высот корпуса полупроводникового лазера и его крышки составляет 2: 1, низ корпуса закрывает диэлектрическая пластина с выводами.