CN104051951B - 一种组合模块式蓝光半导体激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合模块式蓝光半导体激光器，其特征是：至少包括：壳体、蓝光半导体激光器、光束整形透镜和散热器，5个蓝光半导体激光器分别通过散热器的过孔连接在电路板对应电极上，电路板将5个蓝光半导体激光器串联进行连接，串联连接两端与电源的正负极电连接；五在个蓝光半导体激光器光输出端通过定位簧和小压环固定有光束整形透镜，蓝光半导体激光器通过光束整形透镜输出整形光束。本发明具有紧凑、可靠、体积小等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体激光器，特别是一种组合模块式蓝光半导体激光器。
背景技术
常用的单管蓝光半导体激光器（单管蓝光LD）的输出功率通常在1.4～1.6W，而且单管蓝光半导体激光器直接输出的光束质量很差（快慢轴的发散角分别约为45度和15度），不适合直接应用。而更大输出功率的单管蓝光半导体激光器其成本会有很大的提高，有时高达数倍甚至十倍以上。
发明内容
本发明的目的是提供一种紧凑、可靠、体积小的组合模块式蓝光半导体激光器。
本发明的目的是这样实现的，一种组合模块式蓝光半导体激光器，其特征是：至少包括：壳体、蓝光半导体激光器、光束整形透镜和散热器，多个蓝光半导体激光器分别通过散热器的过孔连接在电路板对应电极上，电路板将5个蓝光半导体激光器进行连接，连接的正负极与电源的正负极电连接；每个蓝光半导体激光器光输出端通过定位簧和小压环固定有光束整形透镜，蓝光半导体激光器通过光束整形透镜输出整形光束。
所述的多个蓝光半导体激光器在3-5之间。
所述的5个蓝光半导体激光器中心分布一个，其余四个90度均匀四周分布。
所述的光束整形透镜是非球面整形透镜。
所述的壳体为筒状金属体，筒状金属体一端有光输出孔，另一端有散热孔，壳体的散热孔一侧内筒内固定有冷却风扇。
所述的电源包括一个低电压输出源，低电压输出源通过升压后得到5个蓝光半导体激光器工作的需要电压。
所述的散热器整体为圆柱状，面向冷却风扇一侧为散热鳍片结构，圆周侧按120度分布有3个定位螺纹孔，通过紧固螺钉与壳体连接。
所述的壳体外形尺寸为Φ48×86mm。
所述的壳体的右端装有蓝光输出窗口，蓝光输出窗口由光学玻璃制成，其两面镀蓝光高透膜。
本发明的优点是：为了使常用的单管蓝光半导体激光器得到更广泛的使用，可以通过将单管蓝光半导体激光器进行组合或光束合成等方法，并对其光束进行整形，在提高蓝光半导体激光功率的同时也提高输出光束质量，从而拓展蓝光半导体激光器的应用领域。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例结构原理图；
图2是图1的A－A方向剖面图。
图中，1、蓝光半导体激光器；2、光束整形透镜；3、定位簧；4、小压环；5、蓝光输出窗口；6、大压环；7、散热器；8、冷却风扇；9、电路板；10、壳体；11、螺钉；12、光输出孔；13、散热孔；14、电源。
具体实施方式
如图1所示，一种组合模块式蓝光半导体激光器，至少包括：壳体10、蓝光半导体激光器1、光束整形透镜2和散热器7，5个蓝光半导体激光器1分别通过散热器7的过孔连接在电路板9对应电极上，电路板9将5个蓝光半导体激光器1串联进行连接，串联连接两端与电源14的正负极电连接；五在个蓝光半导体激光器1光输出端通过定位簧3和小压环4固定有光束整形透镜2，蓝光半导体激光器1通过光束整形透镜2输出整形光束，使输出光束达到所需要的光束质量。
如图2所示，5个蓝光半导体激光器1中心分布一个，其余四个90度均匀四周分布。
光束整形透镜2是组合式整形透镜或者是非球面整形透镜。在蓝光半导体激光器组合模块中，对每一个单管蓝光半导体激光器1的光束整形都有相同的结构。
壳体10为筒状金属体，筒状金属体一端有光输出孔12，另一端有散热孔13，壳体10的散热孔一侧内筒内固定有冷却风扇8。
所述的电源14包括一个低电压输出源，低电压输出源通过升压后得到5个蓝光半导体激光器1工作的需要电压。
所述的散热器7整体为圆柱状，面向冷却风扇8一侧为散热鳍片结构，圆周一侧按120度分布有3个定位螺纹孔，通过紧固螺钉11与壳体10连接。
所述的壳体10外形尺寸为Φ48×86mm。
为了提高组合模块式蓝光半导体激光器的蓝光输出效率，在壳体10的右端装有蓝光输出窗口5，蓝光输出窗口5由光学玻璃制成，其两面镀蓝光高透膜，减少损耗，增加蓝光的透过性。蓝光输出窗口5由大压环6固定在壳体10上。
本发明中，根据对蓝光半导体激光器组合模块不同输出功率的要求，蓝光半导体激光器1的组合形式和数量，组合形式可以是线阵形式也可以是点阵形式，其数量可以是两只或两只以上；蓝光半导体激光器1之间的连接形式可以是串联式也可以是并联式，根据不同的蓝光半导体激光器1组合数量以及不同的连接形式对应不同的驱动电源。
工作原理：
由于单管蓝光半导体激光器1的输出功率较小、光束质量差（快慢轴的发散角分别约为45度和15度），限制了它的应用范围。为了使其应用范围更加广泛，可以通过对单管蓝光半导体激光器1的组合以提高输出功率，通过对单管蓝光半导体激光器1输出光束的整形以提高光束质量。本发明就提供了一种组合模块式蓝光半导体激光器。
其原理如下：
根据对蓝光半导体激光器组合模块不同输出功率的要求，以确定单管蓝光半导体激光器1的数量，其数量至少是两只或两只以上；
根据对蓝光半导体激光器组合模块不同输出光束的空间分布要求，以确定单管蓝光半导体激光器1组合形式，组合形式可以是线阵形式也可以是点阵形式；
根据蓝光半导体激光器组合模块驱动电源所提供电流与电压的大小，以确定单管蓝光半导体激光器1的连接形式，连接形式可以是并联形式也可以是串联形式；
每一只蓝光半导体激光器1的工作有驱动电源14提供能量，使激光器发出激光，由于半导体激光器1的光电转换效率关系，驱动电源14提供的能量在半导体激光器1内部其部分能量转化为热量，这种废热会影响半导体激光器1的正常工作。废热通过与蓝光半导体激光器1紧密接触的散热器7传导并散发到空间。同时由散热风扇8对散热器7强制风冷，热量通过散热孔散发到模块外面；
蓝光半导体激光器1的输出光束通过光束整形透镜2、定位簧3和小压环4的组合，对蓝光半导体激光器1的输出光束进行整形。通过调整小压环4的位置，改变光束整形透镜2与蓝光半导体激光器1之间的距离，以提高蓝光半导体激光器1的输出光束质量，在达到理想的光束质量时，定位簧3固定光束整形透镜2与蓝光半导体激光器1之间的距离。每个单管蓝光半导体激光器的输出光束彼此平行；
在筒状金属壳体10的侧面及后端面分布数量不等的散热孔13；在电路板9和驱动电源14上面，同时分布若干通风孔，用以使风扇8吹出的空气通过这些通风孔吹向散热器7，使蓝光半导体激光器冷却。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (1)
1. 一种组合模块式蓝光半导体激光器，其特征是：至少包括：壳体、多个蓝光半导体激光器、光束整形透镜和散热器，多个蓝光半导体激光器分别通过散热器的过孔连接在电路板对应电极上，所述的多个蓝光半导体激光器为5个；电路板将5个蓝光半导体激光器进行连接，连接的正负极与电源的正负极电连接；每个蓝光半导体激光器光输出端通过定位簧和小压环固定有光束整形透镜，蓝光半导体激光器通过光束整形透镜输出整形光束；所述的5个蓝光半导体激光器中心分布一个，其余四个90度均匀四周分布；所述的光束整形透镜是非球面整形透镜；所述的壳体的右端装有蓝光输出窗口，蓝光输出窗口由光学玻璃制成，其两面镀蓝光高透膜；所述的壳体为筒状金属体，筒状金属体一端有光输出孔，另一端有散热孔，壳体的散热孔一侧内筒内固定有冷却风扇；所述的电源包括一个低电压输出源，低电压输出源通过升压后得到5个蓝光半导体激光器工作的需要电压；所述的散热器整体为圆柱状，面向冷却风扇一侧为散热鳍片结构，圆周侧按120 度分布有3个定位螺纹孔，通过紧固螺钉与壳体连接；所述的壳体外形尺寸为Φ48×86mm；在筒状金属壳体的侧面及后端面分布数量不等的散热孔；在电路板和驱动电源上面，同时分布若干通风孔，用以使风扇吹出的空气通过这些通风孔吹向散热器，使蓝光半导体激光器冷却。
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