ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕДАЮЩИЙ МОДУЛЬ

ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕДАЮЩИЙ МОДУЛЬ


RU (11) 2019013 (13) C1

(51) 5 H01S3/025 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5059725/25 
(22) Дата подачи заявки: 1992.06.02 
(45) Опубликовано: 1994.08.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Патент США N 4802178, кл. H 01S 3/096, опубл. 1989. 2. Патент США N 5005178, кл. H 01S 3/045, опубл. 1991. 
(71) Заявитель(и): Беляев Анатолий Алексеевич; Дураев Владимир Петрович; Сапожников Сергей Михайлович; Сумароков Михаил Александрович; Швейкин Василий Иванович 
(72) Автор(ы): Беляев Анатолий Алексеевич; Дураев Владимир Петрович; Сапожников Сергей Михайлович; Сумароков Михаил Александрович; Швейкин Василий Иванович 
(73) Патентообладатель(и): Беляев Анатолий Алексеевич; Дураев Владимир Петрович; Сапожников Сергей Михайлович; Сумароков Михаил Александрович; Швейкин Василий Иванович 

(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕДАЮЩИЙ МОДУЛЬ 

Изобретение относится к области полупроводниковой квантовой электроники, к когерентным источникам с волоконным выводом излучения, используемым в системах связи, контрольно-измерительной аппаратуре, медицинской технике. Сущность изобретения состоит в том, что на прокладке в виде уголка, укрепленного на холодной поверхности микрохолодильника, помещены контактная пластина с лазерным диодом и фотодиодом и плата с входным концом световода, при этом уголок, контактная пластина и плата дополнительно соединены друг с другом, образуя монолитный блок. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области полупроводниковой квантовой электроники, к когерентным источникам с волоконным выводом излучения, используемым в системах связи, контрольно-измерительной аппаратуре, медицинской технике.

Известные конструкции оптического передающего модуля в основном содержат корпус со стенками, выполненными штамповкой, основанием и крышкой. В одной из стенок меньшей площади выполнено отверстие, в которое помещена втулка со световодом. Соосно продольной оси корпуса внутри него помещен крепежный уголок-основание для крепления горячей поверхности и отвода тепла к радиатору. На холодной поверхности помещают контактную плату, на которой закреплены лазерный диод (ЛД) и фотодиод (ФД) и плата для крепления микропечи с входным концом световода [1].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является оптический передающий модуль, включающий микрохолодильник, на холодной поверхности которого закреплена прокладка с прикрепленными на ней контактной пластиной с ЛД, с съюстированным с ним ФД на основании и платой, с закрепленным на ней входным концом световода, положение которого съюстировано относительно ЛД [2].

Прокладка приклеена к холодной стороне микрохолодильника. Основание ФД, контактная пластина с ЛД и плата со световодом также приклеены к поверхности прокладки. ФД, ЛД и световод припаяны соответственно к пластине, плате и основанию.

На фиг.1 показан оптический передающий модуль, продольный разрез.

Модуль состоит из корпуса 1 со стенками 2, основанием 3, крышкой 4, крепежного уголка-основания 5. На большем ребре уголка-основания вдоль продольной оси корпуса расположен микрохолодильник 6. На холодной поверхности 7 микрохолодильника помещена прокладка 8. На ее поверхности закреплены основание 9 с ФД 10, контактная пластина 11 с ЛД 12, плата 13 со световодом 14, помещенным в трубку 15 и выведенным из корпуса через втулку 16.

В данной конструкции каждый из оптических элементов укреплен на индивидуальной подставке, поэтому автономен и свободно заменяем.

Однако при подобной замене возникают большие трудности с юстировкой оптических элементов один относительно другого непосредственно в корпусе изделия при эксплуатации. В то же время подобная конструкция недостаточно надежна при механических и особенно климатических нагрузках, так как они могут привести к быстрой разъюстировке оптических элементов.

Разъюстировка оптического волокна относительно ЛД происходит чаще всего при климатических воздействиях среды вследствие разности коэффициента температурного расширения (КТР) и геометрических размеров элементов конструкции с ЛД и крепежных деталей световода. Эти трудности практически непреодолимы в известной конструкции при циклических изменениях температуры.

Предложен оптический передающий модуль, в котором прокладка выполнена в виде уголка-прокладки, в его грани перпендикулярно холодной поверхности микрохолодильника выполнено отверстие, ось отверстия параллельна поверхности микрохолодильника, на внутренних сторонах грани уголка-прокладки помещена контактная пластина с ЛД, на той же поверхности выполнено средство для помещения основания с ФД, съюстированное относительно ЛД, в контактной плате выполнено сквозное отверстие, соосное отверстию в грани уголка-прокладки, рядом с контактной пластиной и на продолжение второй грани уголка-прокладки помещена плата со световодом, в плате выполнено отверстие соосное с отверстиями в контактной пластине и грани уголка-прокладки, дополнительно введенный винт расположен в отверстиях платы со световодом, контактной платы и грани уголка-прокладки.

На фиг.2 изображен оптический передающий модуль, продольный разрез; на фиг.3 - то же, вид сверху без крышки.

В корпусе 1 с крышкой 4 (см. фиг.2) помещен крепежный уголок-основание 5, большее ребро которого расположено и закреплено на основании 3 корпуса 1 вдоль продольной его оси. Меньшее ребро закреплено на стенке 2 корпуса 1. На противоположной ей стенке 2 выполнено отверстие, в которое помещена втулка 16 со световодом 14. На большем ребре уголка 5 закреплена горячая поверхность микрохолодильника 6. На его холодной поверхности закреплен уголок-прокладка 17, выполняющий как функции прокладки для помещения последующих элементов на поверхности микрохолодильника 6, так и дополнительные крепежные функции. На внутренней стороне граней уголка-прокладки 17 расположена контактная пластина 11 с ЛД 12. В углублении на поверхности контактной пластины, параллельной холодной поверхности микрохолодильника, помещено основание 9 с ФД 10. Рядом с боковой поверхностью контактной пластины 11 на продолжении большей грани уголка-прокладки помещена плата 13 для крепления входного конца световода 14. На ее поверхности выполнено средство для его крепления. В меньшей грани уголка-прокладки 17, расположенном перпендикулярно поверхности микрохолодильника 6, в контактной пластине 11 и в плате 13 со световодом 14 выполнены соосные отверстия под винт 18, а в грани уголка-прокладки 17 - с резьбой. Для прикрепления деталей друг к другу вводят в отверстие винт 18 и ввинчивают его в грань уголка-прокладки 17. В подобной конструкции возможна свободная смена как ФД 10 с основанием 9, так и всей контактной пластины 11.

В корпусе 1 возможна подъюстировка замененных элементов относительно световода 14, что практически невозможно сделать в конструкции прототипа. Поэтому данная конструкция удобнее в эксплуатации, более долговечна и имеет меньшую себестоимость.

В конструкции усилено крепление контактной пластины с платой со световодом и уголком-прокладкой, закрепленным на корпусе через микрохолодильник. Это приводит к значительному повышению надежности передающего оптического модуля в целом и особенно в процессе механико-климатических воздействий, так как в данном случае конструкции ПОМ работает как единое целое (монолит) и соответственно уменьшается вероятность разъюстировки его оптических элементов при работе. При сборке их юстировка упрощается.

Анализ патентных материалов, и технической литературы показал, что совокупность представленных существенных отличительных признаков изобретения нова, т.е. обладает изобретательским уровнем, и промышленно применима.

Оптический передающий модуль работает следующим образом. Через электроды 19 и 20 (см. фиг. 3) и контактные площадки 21, 22 подается питание (электрический ток) на ЛД 12.

При этом выделяемая мощность лазерного излучения с передней грани ЛД 12 попадает в сердцевину волоконного световода 14 и выводится по световоду за пределы модуля. С задней грани ЛД 12 излучаемая мощность попадает на чувствительность площадку ФД 10 и обеспечивает постоянство мощности лазерного излучения в течение ресурса работы (100000 ч) модуля за счет токовой обратной связи (накачки).

Обратное смещение p-n-перехода ФД 10 подается через электроды 23, 24 и контактные площадки 25, 26 на ФД 10. Для поддержания постоянства температуры работы модуля через электроды 27 и 20 подается электрическое питание на микроохладитель 6. Постоянство поддержания температуры модуля обеспечивается термодатчиком 29, подключенным к электродам 30, 31.

Предложенный и изготовленный оптический передающий модуль имеет следующие основные характеристики: мощность излучения на выходе волоконно-оптического кабеля (ВОК) не менее 2 мВт; ток накачки ЛД не более 70 мА; пороговый ток не более 30 мА; ток питания микроохладителя 100 мА; коэффициент ввода лазерного излучения в световод не менее 50%.

Модуль-прототип имеет мощность на выходе ВОК 1,5 мВт ток накачки 80 мА, пороговый ток порядка 30 мА и коэффициент ввода лазерного излучения в световод 45%. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕДАЮЩИЙ МОДУЛЬ, включающий микрохолодильник, на холодной поверхности которого закреплена прокладка с укрепленными на ней контактной пластиной с лазерным диодом, установленным на поверхности контактной пластины, противоположной прокладке, основанием с фотодиодом и платой с закрепленным на ней входным концом световода, причем положение фотодиода и входного конца световода съюстировано относительно лазерного диода, отличающийся тем, что прокладка выполнена в виде уголка с взаимно перпендикулярными гранями, к внешней поверхности одной из которых примыкает холодная поверхность микрохолодильника, а на внутреннюю поверхность этой грани помещены контактная пластина с лазерным диодом, имеющая средство для закрепления основания с фотодиодом, и плата со световодом, при этом другая грань уголка, контактная пластина и плата скреплены винтом, установленным в выполненные в них соосные отверстия, оси которых параллельны грани уголка, примыкающей к холодной поверхности микрохолодильника.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к лазерным квантовым генераторам, а именно лазеры и лазерное оборудование:

- твердотельные полупроводниковые лазеры

- газовые лазеры

- химические лазеры

- практическое применение в промышленности, науке и в быту газовых, твердотельных и химических лазеров.


Лазеры. Лазерное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+газовый -лазер".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "лазер" будут найдены слова "лазеры", "лазерный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("лазер!").



Рейтинг@Mail.ru