[发明专利]一种基于热敏电阻的超辐射发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及一种超辐射发光二极管，具体涉及一种基于热敏电阻的超辐射发光二极管。

背景技术

超辐射发光二极管(Super luminescent Diode,SLD)是一种自发辐射的单程光放大器件，其管壳内部的组件包括超辐射发光管芯、热沉基底、半导体制冷器和热敏电阻、金丝电极、探测器及透镜光纤等。管芯发出的宽带光通过与光纤透镜耦合，将其发射光耦合入传导光纤，实现光输出。通常来说，半导体发光器件的输出光谱随管芯的温度变化会发生漂移，比如当温度升高时，其输出光谱会向长波长漂移，当温度降低时，则相反。热敏电阻阻值与超辐射发光管温度具有一定的对应关系，热敏电阻阻值的变化就反应了发光管温度的变化，通过调节半导体制冷器的工作电流就可以改变超辐射发光管的工作温度，通过外电路实现对器件的温控。

对超辐射发光二极管来说，代表宽带光谱重心的平均波长随管芯温度的变化率一般为400ppm/℃,通过增加热敏电阻监测管芯温度，能够通过硅制冷器实现热敏电阻的温度控制精度在0.1℃之内。如果热敏电阻处的温度能够充分精确的反应管芯的温度，那么通过控温整个发光器件的平均波长变化应该在40ppm之内。然而，实际上超辐射发光二极管的平均波长变化即使在控温条件下也在几百ppm量级，大大超出了其理论应该能够达到的精度。这就说明热敏电阻的温度并不能完全正确的反应管芯的温度。究其原因，这主要是因为热敏电阻本身具有一定的体积，其虽然可以通过靠近放置在管芯旁边，但是在较小的热沉上也不能保证两处的温度的一致性，这样我们就无法实现管芯温度的精确控制，从而大大影响了整个发光管的光谱随温度的稳定性。如果能够更精确得到超辐射发光管芯的温度变化，就可以将发光管的温度变化控制在非常小的范围内，而实际中仅采用一个热敏电阻放置于管芯的一侧，很难准确得到发光管温度的变化，对光源的温度稳定性影响很大。

SLD光源是干涉型光纤传感中的常用的光源器件，其波长的稳定性直接影响着传感物理量的测量精度，光源的稳定性已经成为限制光纤传感(比如光纤陀螺)精度提高的重要因素。在实际应用中，人们已经采用了很多方法来提高SLD光源的温度控制精度，例如，采用数字化控制的驱动电路，设计数字温控电路等，不仅实现了自动化，也具有很高的控制精度，然而，发光管的温度是通过光源中的热敏电阻感知的，热敏电阻阻值变化会使驱动电路实现对器件对温度的控制。如果热敏电阻不能精确感知发光管的温度，就无法对发光管进行精确的温度控制。

因此需要提供一种超辐射发光二极管，来准确的反应发光管温度的变化，更精准的将发光管芯的温度变化控制在更小的范围内。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于热敏电阻的超辐射发光二极管，所述发光二极管管壳内部由半导体制冷器和位于所述半导体制冷器上端面的热沉基底构成，所述热沉基底的上端面设置有探测器、超辐射发光管芯、热敏电阻和透镜光纤，所述探测器、超辐射发光管芯和透镜光纤位于同一轴线上，所述热敏电阻为两个并且对称分布在所述超辐射发光管芯的两侧。

优选地，所述热敏电阻为片状热敏电阻。

优选地，所述热敏电阻包括：热敏电阻素体，具有在第一方向上彼此相对的第一主面和第二主面；第一电极和第二电极，分布在所述热敏电阻素体的所述第一主面，在与所述第一方向正交的第二方向上彼此分离而配置；第三电极，分布在所述热敏电阻素体的所述第二主面，以从所述第一方向看与所述第一电极和所述第二电极重叠的方式配置。

优选地，所述第二方向上的所述第一电极与所述第二电极的沿面距离设定为比所述第二方向上的所述第一电极与所述第二电极的空间距离大。

优选地，在所述第一主面上的所述第一电极与所述第二电极之间的区域，形成有凹凸。

优选地，在所述第一主面上的所述第一电极与所述第二电极之间的区域，形成有沿着与所述第二方向交叉的方向延伸的槽。

优选地，从所述第一方向看，所述第一主面位于所述第二主面的外轮廓的内侧，所述第一电极和第二电极位于所述第三电极的外轮廓的内侧。

优选地，所述热沉基底由钨铜材料制成。

本发明的有益效果为：

本发明公开了一种基于热敏电阻的超辐射发光二极管，通过将热敏电阻为两个并且对称分布在所述超辐射发光管芯的两侧，能够更精准的反应激光管芯位置温度变化，并能够通过控温实现对管芯更精确的温度控制，提高光源波长的温度稳定性以提高传感系统的测量精度，并且本发明中的热敏电阻为电阻值的偏差小的高精度的片状热敏电阻，更进一步地提高了温度控制的精度。

附图说明