CN101145670A - 一种用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，包括热沉本体、活动体和单芯节，热沉本体包括热沉块和中心孔，热沉块绕热沉本体的中心均布排列，多个活动体可活动地安装在热沉块上，单芯节安装在活动体上，热沉本体的中心孔内可放置激光晶体。本发明采用单芯节高功率激光二极管的泵浦腔，具有结构紧凑，使用寿命长，维修方便、模块化的优点。

Description

一种用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔
【技术领域】
本发明涉及一种采用单芯节高功率激光二极管作为泵浦源的泵浦腔，尤其是指一种适用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔。
【技术背景】
目前侧面泵浦模块常用半导体大功率激光二极管阵列(Laser Diode Array，以下简称LDA)作为泵浦源，LDA结构大多将多个巴条集成在一个热沉上，巴条与巴条之间串联连接，其中的每个巴条又由多个单芯节集成。这种LDA结构复杂，散热差、成品率低、寿命短。如果列阵中一个芯节损坏，会导致整个LDA报废。单芯节高功率激光二极管(Single Emitter，以下简称单芯管)具有结构简单，使用寿命长的优点(目前单芯管的使用寿命一般在20万小时以上，而一般LDA的使用寿命为1万小时左右)，其应用越来越受到重视。从单芯节输出功率比较，单芯管远高过LDA(目前单芯管输出功率可达到7W以上，其单芯节输出达8W以上，而LDA中单芯节的输出功率一般在1～3W之间)。
本发明针对LDA的缺点，提出一种采用单芯节高功率激光二极管作为泵浦源的、适用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔结构。
【发明内容】
本发明所欲解决的技术问题在于提供一种适用于半导体侧面泵浦模块、采用单芯节高功率激光二极管的泵浦腔，具有结构紧凑，使用寿命长，维修方便、模块化的优点。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，包括热沉本体、活动体和单芯节，热沉本体包括热沉块和中心孔，热沉块绕热沉本体的中心均布排列，多个活动体可活动地安装在热沉块上，单芯节安装在活动体上，热沉本体的中心孔内可放置激光晶体。
所述热沉本体的中心孔可以是圆孔，也可以是多边形孔，多边形孔边的数量等于热沉块的数量。
所述泵浦腔即所述中心孔的内部，中心孔的内面通过超精细加工、溅射、蒸发或电镀的方法形成高反面。
所述泵浦腔位于所述中心孔的内部，由中心孔内安置一个反射腔形成。
所述每一活动体为左右对称结构，所述单芯节可左右对称集成在一个活动体上。
热沉块的数量等于活动体的列数，每一热沉块上可以安装一个或多个活动体。
活动体可分别错位或连续排列在热沉块上。
热沉本体上设有冷却介质流通的通道。
本发明采用上述技术方案所达到的技术效果是：本发明可以实现单芯节高功率激光二极管的多极串联，易实现更大的固体激光输出；另外，可以将多个热沉集成于一个整体上，在应用于半导体侧面泵浦模块中时，可简化模块的结构，提高其可靠度，并降低装配难度。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1a是本发明的立体分解图。
图1b是本发明活动体一种错位排布形式的立体示意图。
图2是本发明的横截面剖视图。
图3本发明热沉本体的横截面剖视图。
图4a是本发明另外一种实施方式的横截面剖视图。
图4b是本发明第三种实施方式的横截面剖视图。
【具体实施方式】
如图1a所示的一种用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，包括：热沉本体1、活动体3、单芯节4。
热沉本体1是由高导热、易加工的金属制作，如图1a、图2、图3所示，热沉本体1包括热沉块7及内部加工的冷却通道2，热沉块7位于热沉本体1的两端部8之间，两端部8的外端面轮廓呈规则的等边多边形，在多边形的中心开有一圆孔，预留放置激光晶体及作为激光晶体的冷却通道，此孔内壁可通过超精细加工、溅射、蒸发或电镀的方法，形成高反面，高反面内即为泵浦腔9。热沉块7以此孔或泵浦腔9为中心均布在热沉本体1上，热沉块7在热沉本体1上呈多列排布，热沉块7内部加工有冷却通道2。泵浦腔工作时，冷却通道2内通冷却介质，以对泵浦腔内的激光晶体等进行冷却。热沉本体1可由整块金属加工而成，也可用铸造或焊接的方法制作。活动体3紧贴在热沉块7的外侧，并沿热沉本体1中心轴线方向排列，形成多个线列阵。各个活动体列阵的排布视其需要，可采取多种排列形式，如图1a的连续排列，或者如图1b相互错位排列等。活动体3由高导热、易加工的金属制作，为左右对称结构，各个活动体3间具有完全的互换性。在活动体3的左右两侧外表面各封装一单芯节4，活动体3与热沉块7间可通过导热胶粘结，也可通过其它连接方式(比如螺纹连接)连接在一起。
图4a是本发明另外一种实施方式的横截面剖视图。如图4a所示泵浦腔结构，包括热沉本体11、安装在热沉本体11上的活动体13及装在活动体13上的单心节4，热沉本体11内部加工有冷却通道12。热沉本体11的中心为三角形孔，三角形孔可作为冷却通道，在三角形孔内靠近孔壁处放置聚光腔或反射腔，以在聚光腔或反射腔内形成泵浦腔19，泵浦腔19内用以放置激光晶体。该实施方式中热沉本体11的中心孔为三角形，在实际实施中，中心孔也可以为其他边数的多边形孔。当中心孔为多边形时，其边的数量等于热沉块的数量。
图4b是本发明第三种实施方式的横截面剖视图。如图4b所示泵浦腔结构，包括热沉本体21、安装在热沉本体21上的活动体23及装在活动体23上的单心节4，活动体23与热沉本体21之间采用螺钉25连接。热沉本体21内部加工有冷却通道22。热沉本体21的中心为圆形孔，圆形孔内面可进行加工或靠近内壁处放置聚光腔或反射腔以形成泵浦腔29，泵浦腔29内用以放置激光晶体。
本发明结构紧凑可靠，加工、装配工艺简单，具有维修方便，使用寿命长，模块化的优点。本发明可以实现单芯节高功率激光二极管的多极串联，易实现更大的固体激光输出，另外由于采用将多个热沉集成于一个整体的形式，在应用于半导体侧面泵浦模块中时，可简化模块的结构，提高其可靠度，并降低装配难度。

Claims (8)

1.一种用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，包括热沉本体、活动体和单芯节，其特征在于：热沉本体包括热沉块和中心孔，热沉块绕热沉本体的中心均布排列，多个活动体可活动地安装在热沉块上，单芯节安装在活动体上，热沉本体的中心孔内可放置激光晶体。
2.如权利要求1所述的用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，其特征在于：热沉本体的中心孔可以是圆孔，也可以是多边形孔，多边形孔边的数量等于热沉块的数量。
3.如权利要求2所述的用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，其特征在于：所述泵浦腔即所述中心孔的内部，中心孔的内面通过超精细加工、溅射、蒸发或电镀的方法形成高反面。
4.如权利要求2所述的用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，其特征在于：所述泵浦腔位于所述中心孔的内部，由中心孔内安置一个反射腔形成。
5.如权利要求2所述的用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，其特征在于：所述每一活动体为左右对称结构，所述单芯节可左右对称集成在一个活动体上。
6.如权利要求5所述的用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，其特征在于：热沉块的数量等于活动体的列数，每一热沉块上可以安装一个或多个活动体。
7.如权利要求6所述的用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，其特征在于：活动体可分别错位或连续排列在热沉块上。
8.如权利要求1所述的用于半导体侧面泵浦模块的泵浦腔，其特征在于：热沉本体上设有冷却介质流通的通道。
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