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光通讯透镜耦合 激光半导体UV胶水透镜耦合作用有这几个!需考虑以下因素!
发布时间 : 2025-03-17
作者 : 小编
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激光半导体UV胶水透镜耦合作用有这几个!需考虑以下因素!

UV胶水在激光半导体透镜耦合中的作用主要有以下几个方面:

1.固定透镜位置:UV胶水可以用来将透镜固定在适当的位置,确保其与半导体激光器芯片的相对位置和角度保持稳定。

2.提供光学接触:UV胶水具有良好的光学性能,可以在透镜和芯片之间提供较好的光学接触,减少光的反射和散射。

3.改善热传导:UV胶水可以帮助传导热量,从半导体激光器芯片传递到散热结构上,提高散热效果。

选择UV胶水时需要考虑以下因素:

1.光学性能:UV胶水的折射率应该与透镜和芯片的材料匹配,以减少光的损失和散射。

2.热膨胀系数:UV胶水的热膨胀系数应与透镜和芯片的材料相近,以避免在温度变化时产生过大的应力。

3.粘接强度:UV胶水需要具备足够的粘接强度,以确保透镜在使用过程中不会松动。

4.固化条件:UV胶水的固化条件,如温度、时间和紫外线固化等,应该与封装工艺兼容。

注意,在设计和选择UV胶水时,需要进行充分的实验和验证,以确保其对激光器性能的影响在可接受范围内。半导体激光器透镜耦合在实际应用中,建议与专业UV胶水技术厂家进行合作,以确保获得最佳的耦合效果。

CRCBOND激光器UV环氧双固化胶是一种通过加热固化的胶水,它具有高透明度、良好的粘接强度和耐高温性。通过UV先预固定的方式,进行固定加工后再加热至完全固化。这种双固化胶水能够提供更强的粘接强度,确保透镜粘接的可靠性。耐温性能和耐候性更优秀,保持良好的光学性能。更多详细资料可以咨询联系。

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单模激光器专用的透镜光纤 助力实现更高的激光耦合效率

透镜光纤,又称光纤透镜或光纤微透镜,是对光纤端面加工制成具有透镜功能的一类产品。它可用于改变光纤模场大小、形状从而提高系统耦合效率,改变光路传输路径,减少折反光,改变尖端形状来适应于不同环境的成像、传感等。

除了半导体激光器光纤耦合以外,透镜光纤在硅光芯片耦合、光波导耦合、光纤输出扩束和医疗内窥镜照明等领域的应用也逐步得到推广。

提升激光耦合效率的新办法

众所周知,半导体激光芯片发射的光源带有发散角,平行于芯片方向(慢轴)的发散角约为6~12°,垂直于芯片方向(快轴)的发散角约为30~40°(如图1),如果把一根光纤前端平磨后直接插到芯片的发光点去做耦合,在最好的情况下,也只能将30%左右的激光耦合到光纤,造成很大的激光损耗。

图1 半导体激光芯片发射的激光有发散角

为了实现最高的激光耦合效率,传统的办法是在激光芯片和光纤耦合端之间依次放置快轴准直透镜、慢轴准直透镜和聚焦透镜,把芯片发出的激光先准直后再通过聚焦透镜将激光耦合到光纤中,这种办法可以实现超过80%的耦合效率,但同时需要增加三个透镜物料和装配成本。

目前有一种新型的办法,即在光纤端面做透镜加工,该透镜对芯片发出的激光具有一定聚焦功能,可实现超过75%的激光耦合效率。该方案与半导体激光芯片小型化的要求完美结合,实现小巧高能的目标。福津光电目前已经实现这种透镜光纤批量生产,为客户提供高性价比的激光光纤耦合解决方案。

a.耦合效率>80% b.耦合效率≈30% c.耦合效率>75%

图2 三种不同的半导体激光器光纤耦合方案

图3 光纤透镜耦合应用场景

光纤透镜设计经验与参数

光纤透镜主要是在光纤的前端先做锥形或者楔形处理,然后纤芯的部分做柱面镜或者球面镜精密加工。该光纤端的透镜可以把芯片发射的激光在近场做聚焦耦合处理,可有效提高激光耦合到光纤的效率,因此无论是锥形还是楔形,光纤前端的透镜是最为核心的。由于不同厂家设计的芯片快轴和慢轴发散角都不一样,光纤透镜设计需要与激光芯片近场光斑参数匹配才能达到较高的耦合效率。

光纤透镜设计一般需要考虑以下几个参数:

图4 透镜光纤各项参数示意图

图5 单模光纤楔形透镜的远场光斑

(1) 光纤类型Fiber Type:不同的单模光纤模场有差异(如SMF-28E和Hi1060), 如果使用保偏光纤(PM fiber)还需要了解熊猫对应的轴向,光纤型号的选择主要根据客户终端应用来决定;

(2) 光纤前端透镜的工作距离WD:透镜工作距离太短则调光时容易撞到芯片,太远则与芯片近场光束不匹配,影响耦合效率;

(3) 光纤前端透镜的半径R:该半径直接决定透镜的工作距离和远场光斑;

(4) 光纤斜面夹角?:此夹角对透镜R有一定的约束;

(5) 腰束直径D: 该参数是由透镜半径R和工作距离WD关联;

(6) 剥除长度SL:该参数主要跟光纤固定和胶粘位置有关系;

(7) 透镜前端可以根据需要镀制减反光学薄膜(AR Coating),有效增加透射率。

光纤透镜在不同的应用场景需要根据实际用途设计不同的斜面形状,福津光电可以根据客户的需求加工出符合要求的产品。此外,还可以根据客户需求,在光纤透镜另一端装配各种连接头,如FC/PC连接头(带0.9mm松套管或3mm松套管)。

图6 透镜光纤前端多种斜面形状设计

图7 透镜光纤实际加工图

图8 带连接头的透镜光纤

福津光电专注于光纤精密加工和光纤镀膜事业超过10年,可为激光器提供高耦合效率光纤透镜产品。

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