Волоконно-оптический излучательный модуль

, Н,. СемеОрос новА,Т 986, ч 119, ч 21, ЧЕСКИЙ 9, 1987. ЗЛУЧАно-о ния; ическиестройстКомитет Российской Федерации по патентам и товарным накам(57) Использование: волоконсистемы. Сущность изобрет Изобретение относится к волоконной технике, и может использоваться при разработке, и изготовлении волоконно-оптических линий связи, волоконно-оптических гироскопов и других волоконно-оптических датчиков.Известен волоконно-оптический излучательный модуль (см, О 9 Ьоюаче;,3 оогпа оГ ПЬег орос, 1986. ч. 3, й 1, р. 34), включающий излучающий полупроводниковый кристалл, отрезок оптического волокна, два основания, на первом из которых закреплен излучающий кристалл, пластину для фиксации волокна, порцию припоя, фиксирующего отрезок оптического волокна на пластине, вторую порцию припоя, фиксирующую пластину на втором основании, и общую подложку. на которой фиксируются первое и второе основания, При малых габаритах в этом модуле не удается добиться высокой эффективности ввода излучения в волокно и высокой температурной стабильност интенсивности введенного излучения. Это ЯО. 2000585 С во содержит полупроводниковыи кристалл, установленный на первом основании, отрезок оптического волокна, закрепленный на втором основании с помощью первого припоя, Первое и второе основания выполнены из одного материала и соединены друг с другом с помощью идентичных второго и третьего припоев, расположенных симметрично относительно оси отрезка оптического волокна. 2 ил. происходит из-за усадки каждои из порции припоя при фиксации оптического волокна и пластины в положении, обеспечивающем максимальную эффективность ввода, Кроме того, несимметричное расположение второй порции припоя относительно оси волокна и различие коэффициентов теплового расширения первого и второго оснований снижают температурную стабильность интенсивности введенного излучения,Частично эти недостатки устранены в волоконно-оптическом излучательном модуле (см, РЬоопсз Ярессга, ч. 21, М 9, 1987, р, 119), включающем полупроводниковый кристалл, отрезок оптического волокна, два основания, на первом из которых закреплен излучающий кристалл, пластину для фиксации волокна, порцию припоя, фиксирующего отрезок оптического волокна на пластине, вторую и третью идентичные порции припоя, расположенные симметрично относительно оси отрезка волокна, и фиксирующую пластину на втором основании, иобщую подложку, на которой фиксируются первое и второе основания. За счет фиксации пластины на втором основании двумя идентичными порциями припоя, расположенными симметрично относительно оси волокна, уменьшается влияние раэъюстировок волокна и кристалла в плоскости общей подложки по нормали к оси волокна, возникающих при изготовлении модуля и при температурных воздействиях на него. Кроме того, основание для фиксации излучающего кристалла изготавливается из сплава (Ю/Св), коэффициент температурного расширения которого подбирается равным суммарному коэффициенту температурного расширения системы, состоящей иэ второго основания, пластины для фиксации волокна и трех порций. За счет этого существенно уменьшаются разьюстировки волокна и кристалла по нормали к общей подложке при температурных воздействиях, что существенно улучшает температурную стабильность интенсивности введенного в волокно излучения.Однако при изготовлении этого модуля возникают разъюстировки волокна и кристалл по нормали к общей подложке. Это происходит иэ-эа усадки каждой из порций припоя при фиксации оптического волокна и пластины на втором основании в положении, обеспечивающем максимальную эффективность ввода,Целью изобретения является повышение эффективности ввода излучения в волокно.Цель достигается тем. что в известном волоконно-оптическом модуля, включающем излучающий полупроводниковый кристалл. отрезок оптического волокна, два основания, на нервом из которых закреплен излучающий кристалл, первую порцию припоя, фиксирующего отрезок оптического волокна, вторую и третью идентичные порции припоя, расположенные симметрично относительно оси отрезка волокна, первая порция припоя используется для фиксации отрезка оптического волокна на втором основании, вторая и третья порции припоя используются для фиксации первого и второго оснований друг относительно друга. температура плавления второй и третьей порций меньше температуры плавления первой порции припоя, а оба основания изготавливаются иэ одного материала. На фиг. 1 представлен предлагаемыйволоконно-оптический излучательный модуль, Модуль содержит излучающий полупроводниковый кристалл 1, отрезок оптического волокна 2, два основания 3, 4, 5 10 15 20 25 30 35 40 4550 55 первую порцию 5 припоя, вторую и третью идентичные порции б. 7 припоя.Такая конструкция модуля предполагает фиксацию волокна 2 на втором основании 4 до проведения окончательной юстировки волокна и кристалла по нормали к основаниям 3 и 4, используемым для их крепления. Поэтому усадка первой порции 5 припоя, используемой при фиксации волокна 2, не влияет на качество юстировки.Итоговая юстировка в предлагаемом модуле осуществляется относительным перемещением первого 3 и второго 4 оснований с закрепленными на них кристаллом 1 и волокном 2. Фиксация оснований друг относительно друга производится за счет второй и третьей идентичных порций 5, 6 припоя, расположенных симметрично относительно оси волокна 2. Причем температура плавления второй и третьей порций припоя должна быть меньше температуры плавления первой порции припоя, чтобы при расплавлении второй и третьей порций припоя фиксация волокна относительно второго основания не нарушалась. Поскольку при фиксации оснований друг относительно друга не нарушалась. Поскольку при фиксации оснований друг относительно друга не требуется юстировка вдоль оси волокна толщина слоя второй и третьей порции припоя может быть малой, что исключит разъюстировки волокна и кристалла по нормали к оси волокна при усадке второй и третьей порций припоя и позволит сохранить оптимальное положение оптического волокна и излучающего кристалла, обеспечивающее максимальную эффективность ввода излучения в волокно. Этой же цели служит использование для изготовления первого и второго оснований одинакового материла.Кроме того, после сборки модуль представляет собой моноблочную конструкцию, что обеспечивает высокую температурную стабильность интенсивности введенного в волокно излучения,Существенность отличий и редлагаемого волоконно-оптического излучательного модуля состоит в том, что впервые задача повышения эффективности ввода излучения в волокно решается эа счет использования первой порции припоя для фиксации отрезка оптического волокна на втором основании, второй и третьей порций припоя с температурой плавления меньше температуры плавления первой порции припоя для фиксации первого и второго оснований друг относительно друга и изготовления первого и второго оснований иэ одного материала,Для апробации предлагаемого изобретения были изготовлены волоконно-оптиче.ский иэлучательный модуль, представленный на фиг. 1, и модуль-прототип, приготовленный на фиг. 2.Модуль-прототип содержит излучающий полупроводниковый кристалл 1. отрезок оптического волокна 2, два основания 3.4, первую порцию 5 припоя, вторую и третью идентичные порции 6, 7, припоя 8 и подложку 9.Для изготовления модулей использовалось кварцевое одномодовое оптическое волокно со ступенчатым профилем показателя преломления. Первое и второе основания изготавливались из меди. Пайка проводилась индиевыми припоями с соответствующими температурами плавления. Пластина для крепления волокна и общая подложка в модуле прототипе изготавливались иэ металлизированной керамики,Для каждого из модулей измерялась максимальная эффективность ввода в процессе юстировки и после завершения операций фиксации волокна и полупроводникового излучательного кристалла друг относительно друга. Для модуля-прототипа максимальная эффективность ввода в процессе юстировки составила 253, После усадки фиксирующего припоя эффективность упала до 15 6, Для предлагэемого модуля соответствующие значения эффективности ввода излучения е волокно составили 25 и 23.Таким образом, в предлагаемом воло конно-оптическом модуле эффективностьввода излучения полупроводникового излучающего кристалла в оптическое волокно повышена на 50 по сравнению с модулем- прототипом за счет уменьшения спада эф фективности ввода излучения в 5 раз призатвердевании припоя.Формула изобретения Волоконно-оптический излучательныймодуль, содержащий излучающий полупроводниковый кристалл, установленный на первом основании, отрезок оптического волокна, второе основание. первый припой для крепления отрезка оптического волокна, второй и третий идентичные припои, 20 расположенные симметрично относительнооси отрезка оптического волокна, о т л и ч а ющ и й с я тем, что первое и второе основания выполнены из одного материала и соединены друг с другом с помощью второго и треть его припоев, отрезок оптического волокназакреплен на втором основании, при этом температура плавления второго и третьего припоев меньше температуры плавления первого припоя.2000585 оставитель Н,Главатскиехред М.Моргентал дак рректор А,Коэор каэ 3078 Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Проиэводственно-издательский комбинаг "Патент" г Ужгород ул, Гз арина, 101