triz理论在半导体激光器耦合封装中的应用

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1、TRIZ理论在半导体激光器耦合封装中的应用唐佳徐婷胡友旺中南大学摘要：目的解决在同轴型半导体激光器与光纤耦合封装过程屮，由于隔离器的引入造成的耦合速度慢、生产率低，以及隔离器与激光器的封装设备中电磁铁拾放隔离器的机构在拾取隔离器后难以释放等问题。方法应用TRIZ理论矛盾矩阵解决发明问题中技术冲突的方法，提出将隔离器与激光器预先封装在一起再与光纤耦合的工艺流程。结果设计出了全新的拾放机构，优化后的实验样机将1个带隔离器的同轴型半导体激光器与光纤的耦合封装时间由原来的2min缩短到丫40so结论新的工艺流程大大降低了整

2、个器件封装的难度，提高了耦合效率。关键词：TRTZ理论;矛盾矩阵;创新设计;耦合封装;作者简介：唐佳（1990—），男，中南大学硕士生，主攻信息器件制备技术。作者简介：胡友旺（1981—），男，博士，屮南大学副教授，主要研宂方向为光电子器件。收稿日期：2017-01-06基金：国家自然科学基金（51075402，50975293）ApplicationofTRIZTheoryinCouplingandPackagingofSemiconductorLaserTANGJiaXUTingHUYou-wangCentra

3、lSouthUniversity:Abstract：Theworkaimstosolvetheslowcouplingspeedandlowproductivitycausedbytheintroductionofisolatorintheprocessofcouplingandpackagingofcoaxialsemiconductorlaserandopticalfiber,andtosolvetheproblemthatthemechanismofelectromagnetcannotreleasethei

4、solatorafterpickingupinthepackagingequipmentfortheisolatoranclthelaser.ThetechnicalconflictsweresolvedinthemethodofTRIZcontradictionmatrix.Atechnologicalprocessthattheisolatorandlaserwereencapsulatedfirstandthencoupledwiththeopticalfiberwasproposed.Abrandnewpi

5、ck-and-placemechanismwasdesigned.Theoptimizedexperimentalprototypereducedthecouplingtimeofthecoaxialsemiconductorlaserwithisolatorandtheopticalfiberfrom2minintheoriginalprocessto40s.Thenewtechnologicalprocesshasgreatlyreducedthedifficultyinpackagingtheentirede

6、viceandimprovedthecouplingefficiency.Keyword：TRIZtheory;contradictionmatrix;creativedesign;couplingandpackaging;Received：2017-01-06在光纤通信系统中，激光器是将电信号转换成光信号的关键器件，是光传输系统屮的“心脏”，但它易受到系统屮回返光的影响，使工作不稳定m，如引起频率漂移、信号强度变化、噪声增大等。光隔离器是一种对正向传输光损耗很小,而对反向光损耗很大的非互易性器件，在激光器与耦合光

7、纤之间放罝光隔离器可以起到直接隔离反射激光器芯片的回返光的作用m。目前，激光器与光纤的耦合封装过程中，由于隔离器的引入，如若隔离器的偏振方向与激光的偏振方向不一致，会导致光纤屮接收到的光功率非常微弱。在耦合过程屮，要反复转动隔离器来寻找光功率的最大值，激光器与光纤的耦合封装效率受到了极大的限制。TRIZ理论（发明问题解决理论）已经在军事、航空航天、汽车、化工、优化专利应用和增强专利保护m等领域得到了广泛的应用，但在光电子器件耦合封装领域应用较少，文中应用TRTZ理论对带瞞离器的同轴型半导体激光器与光纤的耦合封装工艺

8、以及隔离器的拾放装置进行分析。1TRIZ理论简介TRIZ理论是由前苏联发明家、教育家根里奇•阿奇舒勒和他的团队通过研究分析全世界近250万份专利和创新案例后，总结出的一套系统化的创新问题解决方法。TRIZ理论成功地归纳总结出/发明创造的原理和内在规律，为揭示和解决系统中的矛盾提供了一套切实可行的理论方法£11。TRIZ理论的应用非常广泛，其最主耍的应用领域之