一种效率高的光模块激光器的制作方法

1.本发明涉及光模块激光器技术领域，具体地说涉及一种效率高的光模块激光器。


背景技术：

2.光通信技术是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长也比无线电波的波长短。因此，光通信具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。
3.随着光通信技术的高速发展，光模块的优势逐渐显露，其运用领域和适用程度也逐渐普及和推广开来。然而在现有技术中，针对光模块的激光器而言，其真正的工作效率并不高，这主要是由激光器的光子激发率不高而引起的。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种有效增大光子受激面积的效率高的光模块激光器。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种效率高的光模块激光器，涉及光模块电路，包括激光器，还包括谐振腔模块；
6.所述谐振腔模块包括第一全反射镜、第二全反射镜、部分反射镜和pn结模块，所述第一全反射镜和部分反射镜分别贴合安装在所述pn结模块的正面和背面，所述第二全反射镜贴合套设在所述pn结模块的外周面，所述第二全反射镜夹设在所述第一全反射镜和部分反射镜之间，并与所述第一全反射镜、部分反射镜扣合匹配；
7.所述pn结模块包括由外层至内层依次盘卷的外层增益介质、p端、内层增益介质和n端。
8.进一步地，所述pn结模块呈螺旋式卷盘结构，所述外层增益介质、p端、内层增益介质和n端均呈螺旋式卷带结构，所述外层增益介质与所述内层增益介质的厚度相等，所述p端与所述n端的厚度相等，所述p端贴合缠卷在所述外层增益介质的内壁面，所述内层增益介质贴合缠卷在所述p端的内壁面，所述n端贴合缠卷在所述内层增益介质的内壁面。
9.进一步地，还包括p端电路板和n端电路板，所述p端电路板贴合安装在所述p端朝外端的壁面上，所述n端电路板贴合安装在所述n端朝外端的壁面上，所述p端电路板和n端电路板作为所述激光器的两极，分别接入所述光模块电路。
10.进一步地，所述第二全反射镜呈开设有缺口的环状结构，所述第二全反射镜贴合缠卷在所述外层增益介质的外壁面，所述p端电路板和n端电路板位于所述缺口所在位置处。
11.进一步地，所述第一全反射镜与所述部分反射镜均呈大小相等的螺旋盘结构，所述p端电路板、n端电路板、第一全反射镜、第二全反射镜、部分反射镜之间相互拼接匹配，构成一个完全贴合包覆在所述pn结模块外部的腔壳结构。
12.进一步地，还包括发射口，所述发射口开设在所述部分反射镜上，所述发射口的口
径大小远小于所述部分反射镜的盘径大小。
13.进一步地，所述p端为p型锗，所述n端为n型硅。
14.进一步地，所述p端为p型硅，所述n端为n型锗。
15.进一步地，所述光模块电路包括稳压电路和滤波电路，所述稳压电路包括稳压二极管vd3、导通二极管vd1及vd2，所述滤波电路包括差模扼流圈c1和共模扼流圈c2、c3。
16.本发明的有益效果体现在：
17.本发明中，激光器在接入光模块电路后，电流流通谐振腔模块，激发增益介质产生光子，pn结模块采用螺旋式卷盘结构，外层增益介质、p端、内层增益介质和n端均采用螺旋式卷带结构，增益介质具有内外两层，分别贴覆在p端及n端的内壁面，并将p端和n端隔离开，以此增大两层增益介质的受激辐射面积，有效提高产生光子的效率，进而大大提高激光器效率。
附图说明
18.图1是本发明一实施例的激光器谐振腔模块轴侧图。
19.图2是本发明一实施例的激光器谐振腔模块爆炸图。
20.图3是本发明一实施例的pn结模块爆炸图。
21.图4是本发明一实施例的光模块激光器电路原理图。
22.附图中各部件的标记为：1、谐振腔模块；2、p端电路板；3、n端电路板；4、第一全反射镜；5、第二全反射镜；6、部分反射镜；7、pn结模块；8、外层增益介质；9、p端；10、内层增益介质；11、n端；12、发射口。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
24.参见图1-图4。
25.本发明提供了一种效率高的光模块激光器，涉及光模块电路，包括激光器，还包括谐振腔模块1；
26.所述谐振腔模块1包括第一全反射镜4、第二全反射镜5、部分反射镜6和pn结模块7，所述第一全反射镜4和部分反射镜6分别贴合安装在所述pn结模块7的正面和背面，所述第二全反射镜5贴合套设在所述pn结模块7的外周面，所述第二全反射镜5夹设在所述第一全反射镜4和部分反射镜6之间，并与所述第一全反射镜4、部分反射镜6扣合匹配；
27.所述pn结模块7包括由外层至内层依次盘卷的外层增益介质8、p端9、内层增益介质10和n端11。
28.本发明中，激光器在接入光模块电路后，电流流通谐振腔模块，激发增益介质产生光子，pn结模块采用螺旋式卷盘结构，外层增益介质、p端、内层增益介质和n端均采用螺旋式卷带结构，增益介质具有内外两层，分别贴覆在p端及n端的内壁面，并将p端和n端隔离
开，以此增大两层增益介质的受激辐射面积，有效提高产生光子的效率，进而大大提高激光器效率。
29.在一实施例中，所述pn结模块7呈螺旋式卷盘结构，所述外层增益介质8、p端9、内层增益介质10和n端11均呈螺旋式卷带结构，所述外层增益介质8与所述内层增益介质10的厚度相等，所述p端9与所述n端11的厚度相等，所述p端9贴合缠卷在所述外层增益介质8的内壁面，所述内层增益介质10贴合缠卷在所述p端9的内壁面，所述n端11贴合缠卷在所述内层增益介质10的内壁面。这样设计，增益介质具有内外两层，分别贴覆在所述p端9及所述n端11的内壁面，并将所述p端9和n端11隔离开，四者最终叠合盘卷在一起，以此增大两层增益介质的受激辐射面积，有效提高增益介质产生光子的效率。
30.在一实施例中，还包括p端电路板2和n端电路板3，所述p端电路板2贴合安装在所述p端9朝外端的壁面上，所述n端电路板3贴合安装在所述n端11朝外端的壁面上，所述p端电路板2和n端电路板3作为所述激光器的两极，分别接入所述光模块电路。这样设计，所述激光器在接入所述光模块电路后，电流流通所述谐振腔模块1，激发所述外层增益介质8、内层增益介质10产生光子。
31.在一实施例中，所述p端电路板2为阳极，所述n端电路板3阴极。
32.在另一实施例中，所述p端电路板2为阴极，所述n端电路板3阳极。
33.在一实施例中，所述第二全反射镜5呈开设有缺口的环状结构，所述第二全反射镜5贴合缠卷在所述外层增益介质8的外壁面，所述p端电路板2和n端电路板3位于所述缺口所在位置处；
34.所述第一全反射镜4与所述部分反射镜6均呈大小相等的螺旋盘结构，所述p端电路板2、n端电路板3、第一全反射镜4、第二全反射镜5、部分反射镜6之间相互拼接匹配，构成一个完全贴合包覆在所述pn结模块7外部的腔壳结构。这样设计，受激的光子在所述腔壳结构内可实现全反射，所述腔壳结构密封包围在所述pn结模块7的外部，防止光子外泄。
35.在一实施例中，还包括发射口12，所述发射口12开设在所述部分反射镜6上，所述发射口12的口径大小远小于所述部分反射镜6的盘径大小。这样设计，受激的光子经过所述第一全反射镜4、第二全反射镜5的全反射后从所述部分反射镜6上开设的所述发射口12中射出，形成激光。
36.在一实施例中，所述p端9为p型锗，所述n端11为n型硅。满足设计需求，易于实现。
37.在另一实施例中，所述p端9为p型硅，所述n端11为n型锗。满足设计需求，易于实现。
38.在一实施例中，所述光模块电路包括稳压电路和滤波电路，所述稳压电路包括稳压二极管vd3、导通二极管vd1及vd2，所述滤波电路包括差模扼流圈c1和共模扼流圈c2、c3。这样设计，c2和c3同时接地，共同组成一个共模扼流圈，所述稳压电路保持所述光模块电路输出平稳电压，所述滤波电路过滤脉动电压，有利于所述激光器更加稳定地激发光子。
39.本发明中，结合说明书附图4光模块激光器电路原理图可知，a1、a2是电流源，v1是电压源，由于ve的对地电压是通过所述稳压二极管vd3稳定的，相当于ve是不变的，即为基准电压，则vb2端的电压变化可以反应vout的变化：
40.当所述光模块电路中原本平稳的电压vout有减小趋势时，说明vb2是下降的，则经过电流源放大后导通的vc2相对于vb2是升高的，相当于vc2e2压降增大，由于vc2和vb2直接
耦合，则vb1也是升高的，所述导通二极管vd2进一步导通，相当于vc1e1压降减小，维持输出电压不变，则相当于vout升高，从而保持电压平稳；
41.反之，当所述光模块电路中原本平稳的电压vout有增大趋势时，说明vb2是增大的，则经过电流源放大后导通的vc2相对于vb2是降低的，相当于vc2e2压降减小，由于vc2和vb2直接耦合，则vb1也是降低的，所述导通二极管vd2导通减弱，相当于vc1e1压降增大，维持输出电压不变，则相当于vout降低，从而保持电压平稳；
42.输出的电压经过所述差模扼流圈c1、共模扼流圈c2及c3的作用，过滤掉脉冲电压，保持电压更加平稳，有利于所述激光器更加稳定地激发光子。
43.应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。