CN104600551A - 半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块 - Google Patents
半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104600551A CN104600551A CN201310532455.3A CN201310532455A CN104600551A CN 104600551 A CN104600551 A CN 104600551A CN 201310532455 A CN201310532455 A CN 201310532455A CN 104600551 A CN104600551 A CN 104600551A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystal
- laser
- submodule
- frequency
- base plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块及其制造方法,该模块包括有激光晶体、第一晶体固定底板和第一热沉的激光晶体子模块及有倍频晶体、第二晶体固定底板和第二热沉的倍频晶体子模块。激光晶体和倍频晶体各自在其外侧端面镀有光学介质膜并在其底部镀有金膜;藉由金膜将两个晶体由第一焊料分别焊接到第一、第二晶体固定底板上;第一、第二晶体固定底板事先通过第二焊料分别与第一、第二热沉焊接;两个子模块由激光熔接工艺固定在一起,熔接的焊点位于第一、第二晶体固定底板之间的内侧端面上。本发明在高功率激光工作状态下可导热、可温控且谐振腔结构高度稳定,实现了高速、高效且保证质量的封装,提升长期可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光谐振腔技术领域,具体来说,本发明涉及一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块及其制造方法。
背景技术
随着激光技术的快速发展,激光设备也有了越来越大量的需求。
在大功率激光器件领域中,获得稳定的激光谐振腔是保证激光稳定输出的关键环节。而对于现有的固体激光谐振腔模块,没有分别针对激光晶体和倍频晶体各自的散热和热膨胀特性来选择其构成部件的材料,不能匹配各自对散热和热膨胀的要求。而且,其选材和组装过程中往往包含挥发性物质如胶水等不稳定因素,难以实现模块微型化并在高功率激光工作的情况下难以实现长期使用的高度可靠性。
另外,在现有固体激光谐振腔模块的组装过程中,尚未形成一种快速、高效地连接其内部部件的工艺,来保证组装质量的模块封装方式,这样的工艺需要具有较高程度的可靠性和结构稳定性。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块及其制造方法,根据激光晶体和倍频晶体的散热特征分别对各自配合部件进行选材和设计,使其在高功率激光工作状态之下具有可导热、可温控和谐振腔结构高度稳定的特性。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块及其制造方法,采用无胶水化的可焊料焊接和可激光熔接的结构,实现模块微型化,并大幅提升长期可靠性。
本发明所要解决的再一个技术问题是提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块及其制造方法,实现高速、高效且完全保证组装质量的模块封装,使得此封装工艺具有较高程度的可靠性和结构稳定性。
为解决上述技术问题,本发明提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块,包括激光晶体子模块和倍频晶体子模块;
所述激光晶体子模块包括激光晶体、第一晶体固定底板和第一热沉;
所述倍频晶体子模块包括非线性光学倍频晶体、第二晶体固定底板和第二热沉;
其中,所述激光晶体和所述倍频晶体各自在其外侧端面镀有激光发生谐振所需的光学介质膜并在其底部镀有金膜;藉由所述金膜将所述激光晶体和所述倍频晶体通过第一焊料分别焊接到所述第一晶体固定底板和所述第二晶体固定底板上;所述第一晶体固定底板和所述第二晶体固定底板事先通过第二焊料分别与散热用的所述第一热沉和所述第二热沉相焊接;
所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块通过激光熔接工艺固定在一起,熔接的焊点位于所述第一晶体固定底板和所述第二晶体固定底板之间的内侧端面上。
可选地,所述第一晶体固定底板的材质为两面镀有金膜的硅板或者氮化铝陶瓷板。
可选地,所述第二晶体固定底板的材质为因瓦合金或者可伐合金。
可选地,所述第一热沉和所述第二热沉的材质均为纯铜。
可选地,所述第一热沉的形状呈逆时针旋转了90度的L形,其底部具有一定厚度的延长部分作为整个所述固体激光谐振腔模块的主底板。
可选地,所述第一焊料采用熔点为217摄氏度的SnAgCu焊料。
可选地,所述第二焊料采用熔点为280摄氏度的AuSn焊料。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种上述固体激光谐振腔模块的制造方法,其中,将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起的激光熔接工艺包括步骤:
A.在所述激光晶体子模块中的所述激光晶体的后端部实时施以808nm的泵浦半导体激光;
B.将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块放置在一调整架上实施激光谐振腔位置的调整,使所述激光晶体和所述倍频晶体处于激光发生振荡的最佳相对位置状态;
C.使用高能量脉冲激光在所述第一晶体固定底板和所述第二晶体固定底板之间实施多点焊接,瞬时将调整好激光谐振腔位置的所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块,包括激光晶体子模块和倍频晶体子模块;
所述激光晶体子模块包括激光晶体和第一热沉;
所述倍频晶体子模块包括非线性光学倍频晶体、晶体固定底板和第二热沉;
其中,所述激光晶体和所述倍频晶体各自在其外侧端面镀有激光发生谐振所需的光学介质膜并在其底部镀有金膜;藉由所述金膜将所述激光晶体和所述倍频晶体通过第一焊料分别焊接到所述第一热沉和所述晶体固定底板上;所述晶体固定底板事先通过第二焊料与散热用的所述第二热沉相焊接;
所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块通过激光熔接工艺固定在一起,熔接的焊点位于所述晶体固定底板和所述第一热沉之间的内侧端面上。
可选地,所述晶体固定底板的材质为因瓦合金或者可伐合金。
可选地,所述第一热沉和所述第二热沉的材质均为纯铜。
可选地,所述第一热沉的形状呈逆时针旋转了90度的L形,其底部具有一定厚度的延长部分作为整个所述固体激光谐振腔模块的主底板。
可选地,所述第一焊料采用熔点为217摄氏度的SnAgCu焊料。
可选地,所述第二焊料采用熔点为280摄氏度的AuSn焊料。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种上述固体激光谐振腔模块的制造方法,其中,将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起的激光熔接工艺包括步骤:
A.在所述激光晶体子模块中的所述激光晶体的后端部实时施以808nm的泵浦半导体激光;
B.将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块放置在一调整架上实施激光谐振腔位置的调整,使所述激光晶体和所述倍频晶体处于激光发生振荡的最佳相对位置状态;
C.使用高能量脉冲激光在所述晶体固定底板和所述第一热沉之间实施多点焊接,瞬时将调整好激光谐振腔位置的所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明的固体激光谐振腔模块,其内部由两个可独立预制的子模块构成。根据激光晶体和倍频晶体的散热特征分别对各自配合部件进行选材和设计,使其在高功率激光工作状态之下具有可导热、可温控和谐振腔结构高度稳定的特性。另外,无胶水化的可焊料焊接和可激光熔接的结构,可以实现模块微型化,并大幅提升长期可靠性。在两个子模块被整体固定成为一个固体激光谐振腔模块的组装过程中,是通过在导入泵浦激光后把两个子模块实时调整好谐振腔状态之下实施瞬时的激光熔接工艺来实现的,故可以实现高速、高效且完全保证组装质量的模块封装,而且此封装工艺具有极高程度的可靠性和结构稳定性。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显,其中:
图1为本发明一个实施例的半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块的剖面结构示意图;
图2为本发明另一个实施例的半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明,在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明,但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎,因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
固体激光谐振腔模块的实施例1
图1为本发明一个实施例的半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块的剖面结构示意图。需要注意的是,这个以及后续其他的附图均仅作为示例,其并非是按照等比例的条件绘制的,并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
如图1所示,该固体激光谐振腔模块包括激光晶体子模块和倍频晶体子模块。其中,激光晶体子模块包括激光晶体110(一般是掺钕钒酸钇晶体,即Nd:YVO4晶体)、第一晶体固定底板114和第一热沉116。而倍频晶体子模块包括非线性光学倍频晶体120(一般是周期性极化铌酸锂晶体,即PPLN晶体)、第二晶体固定底板124和第二热沉126。激光晶体子模块和倍频晶体子模块是分别各自独立预组装的两个子模块,然后再组装成固体激光谐振腔模块。
其中,激光晶体110和倍频晶体120各自在其外侧端面镀有激光发生谐振所需的光学介质膜111,并在其底部镀有金膜112。藉由金膜112将激光晶体110和倍频晶体120通过第一焊料113分别焊接到第一晶体固定底板114和第二晶体固定底板124上。第一晶体固定底板114和第二晶体固定底板124事先通过第二焊料115分别与散热用的第一热沉116和第二热沉126相焊接。由此步骤预制的激光晶体子模块和倍频晶体子模块最终通过激光熔接工艺被牢固地固定在一起,构成本实施例的固体激光谐振腔模块。熔接的焊点130位于第一晶体固定底板114和第二晶体固定底板124之间的内侧端面上。
在本实施例中,该固体激光谐振腔模块中完全独立预制的两个子模块可以根据激光晶体110和倍频晶体120各自的散热和热膨胀特性来分别选定各构成部件的材料,且通过各个部件形状的调整来匹配各自对散热和热膨胀的要求。另外,分别预制两个子模块可以容易实现高度的量产化并确保二者各自的产品质量。
其中,第一晶体固定底板114的材质可以选用两面镀有金膜(供焊接用)的硅(Si)板或者氮化铝(AlN)陶瓷板,这一类材料的导热性高且热膨胀率与选用YVO4晶体的激光晶体110大致接近。以第一晶体固定底板114的材料的高导热性,确保激光晶体110把吸收泵浦激光时产生的大量热能充分传导(散热)到下游的第一热沉116中去。而第一热沉116最终作为固体激光谐振腔模块的散热主件将把热量散发到下一级的激光主体散热体上去。因此第一热沉116可以采用导热性能最好的纯铜作为材料。考虑到用于高功率激光的该固体激光谐振腔模块在激光工作状态时有急剧升温的迹象,作为第一晶体固定底板114具有和激光晶体110接近的热膨胀率,这使得该第一晶体固定底板114在激光晶体110和具有相对比较高的热膨胀率的第一热沉116之间起到了垫忖的作用,确保了该激光晶体子模块在激光工作状态下避免因热膨胀的较大差异而发生晶体的脱落或因热膨胀产生的热应力被损伤。
而对于倍频晶体120,与之配合的第二晶体固定底板124的材质可以选用具有极小热膨胀系数但相对较小的导热系数的因瓦合金(Invar)或者可伐合金(Kovar)。对于第二热沉126,其也可以采用纯铜作为材料。纵观该倍频晶体子模块,采用PPLN晶体的倍频晶体120对泵浦激光808nm和振荡激光1064nm等波长没有明显的光吸收,但倍频效应具有较严格的位相匹配要求,一般是通过较严格地控制该倍频晶体120的温度来满足位相匹配的条件,称之为温度整合。因而该倍频晶体120的第二晶体固定底板124没有必要具备高度散热性,而是希望有保持该倍频晶体120被单独温控的性能,即所谓绝热性,这就是第二晶体固定底板124选用较低热传导材料的原因。此外,被选用的该类材料还具有非常低的热膨胀率,使之与倍频晶体120匹配。
另外,在本实施例中,该激光晶体110沿其光程方向的长度L1大致为2mm,其第一晶体固定底板114可以选用厚度为0.5mm两面镀金膜的晶体硅片,而第一晶体固定底板114沿激光晶体110接触面垂直方向的厚度约为0.1mm。散热用的第一热沉116为纯铜件,其形状设计成如图1所示的呈逆时针旋转了90度的L形,这是为了使其底部具有约1mm厚的延长部分可作为此固体激光谐振腔模块的主底板,这样可以适当选用焊料来实施焊接或通过对其实施机械压着固定到激光主体上去。此实施例中,这个第一热沉116作为该激光晶体子模块的固定主件大致高度为3.5mm左右,这导致激光晶体子模块的整体高度为4mm到4.5mm。
该激光晶体子模块的具体组装方法为:先使用熔点为280摄氏度的AuSn焊料作为第二焊料115将第一热沉116和第一晶体固定底板114焊接在一起;然后再使用熔点为217摄氏度的SnAgCu焊料作为第一焊料113将激光晶体110焊接到第一晶体固定底板114的另一面。顺便指出,这样选用焊料来焊接子模块导致后续将完成的谐振腔模块可耐温度大约要低于第一焊料113的熔点数十摄氏度。因此,最终组装成型的固体激光谐振腔模块如果要继续采用焊接工艺固定到激光主体去的话,则应选具有190摄氏度以下的熔点的焊料,比如熔点为138摄氏度的BiSn或熔点为117摄氏度的InSn。
该倍频晶体120沿其光程方向的长度L3大致为2~3mm。类似如上所述的激光晶体子模块的组装方法,该倍频晶体子模块的具体组装方法为:依次可以先使用同上第二焊料115将第二热沉126焊接到第二晶体固定底板124的一个底面;而后使用同上第一焊料113将倍频晶体120焊接到第二晶体固定底板124的另一面,从而完成对倍频晶体子模块的组装。
预组装好的激光晶体子模块和倍频晶体子模块通过激光熔接方式被组装成固体激光谐振腔模块(后续会详细描述该激光熔接工艺)。考虑到高功率器件泵浦的激光功率高达数瓦或甚至数十瓦,这将导致激光晶体110对泵浦光的吸收发热,造成局部因热膨胀而凸起产生热透镜这一效应,激光谐振腔的两个子模块沿光路方向的间隙L2大概是1mm到2mm左右。因此该固体激光谐振腔模块的谐振腔的腔长L为5到7mm左右。
考察图1可以发现,模块的谐振腔的腔长L=激光晶体110的长度L1+激光晶体110和倍频晶体120的间隙L2+倍频晶体的长度L3,其中第一晶体固定底板114、第二晶体固定底板124的长度=1/2*L2+L3。
由于固定底座选材为具有极低热膨胀率的金属,保持了激光工作的高热状态下谐振腔的腔长L不易于受温度急剧上升的影响,从而保持了激光谐振腔的稳定性。这里顺便提到,用上述选材焊接成型的倍频晶体子模块可以把倍频晶体120(PPLN晶体)在制作上预先将其整合温度设计到远高于常温的80摄氏度以上,且可以排除PPLN晶体对激光的高吸收引起的大的升温。要保持该倍频晶体120工作于整合温度,就要求对此倍频晶体120进行单向的温控(即升温控制),一般可以通过在第二晶体固定底板124上方追加一个热电阻或微型陶瓷加热器(未示出),则由于此倍频晶体子模块的上述结构特点对PPLN晶体材质的倍频晶体120有相对的绝热性,可以在施加非常小电力的情况下,就可以实现该倍频晶体120的相对稳定的温控。
固体激光谐振腔模块的制造方法实施例1
请继续参考图1,本发明还提供了一种针对上述固体激光谐振腔模块的制造方法,其中采用激光熔接工艺将预先组装好的激光晶体子模块和倍频晶体子模块固定在一起。该激光熔接工艺可以包括:
执行步骤A.在激光晶体子模块中的激光晶体110的后端部实时施以808nm的泵浦半导体激光;
执行步骤B.将激光晶体子模块和倍频晶体子模块放置在一调整架上实施激光谐振腔位置的调整,使激光晶体110和倍频晶体120处于激光发生振荡的最佳相对位置状态;
执行步骤C.使用高能量脉冲激光对激光晶体子模块和倍频晶体子模块两者实施多点焊接,具体是在第一晶体固定底板114和第二晶体固定底板124之间实施多点焊接,瞬时将调整好激光谐振腔位置的激光晶体子模块和倍频晶体子模块固定在一起,完成该固体激光谐振腔模块的封装。
在本实施例中,此激光熔接实现模块组装的过程是在导入泵浦激光实现调腔的情况下于瞬间实时完成的,可以避免用胶水胶合组装的传统工艺所要经历的硬化时间,以及硬化过程中产生的应力施放等带来的激光谐振腔失调等既费时又容易出现的组装不良等不利因素。
如上所述组装而成的固体激光谐振腔模块,作为激光晶体110的YVO4晶体的Nd搀杂浓度为1at%以下,而作为倍频晶体120的PPLN晶体的位相整合温度为80摄氏度且使用陶瓷加热单向升温方式温控,当808nm波长、12W连续输出功率的泵浦激光聚焦在离激光晶体110表面内部0.3mm的时候,该固体激光谐振腔模块可以输出功率为3W的532nm倍频激光(绿光)。
固体激光谐振腔模块的实施例2
图2为本发明另一个实施例的半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块的剖面结构示意图。本实施例选择性地省略了相同或相似技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述固体激光谐振腔模块的实施例1,本实施例不再重复赘述,在此仅着重描述两者之间的不同之处。
如图2所示,该固体激光谐振腔模块包括各自独立预组装的激光晶体子模块和倍频晶体子模块。其中,激光晶体子模块包括激光晶体210(一般是掺钕钒酸钇晶体,即Nd:YVO4晶体)和第一热沉216。而倍频晶体子模块包括非线性光学倍频晶体220(一般是周期性极化铌酸锂晶体,即PPLN晶体)、晶体固定底板224和第二热沉226。
其中,激光晶体210和倍频晶体220各自在其外侧端面镀有激光发生谐振所需的光学介质膜211并在其底部镀有金膜212。藉由金膜212将激光晶体210和倍频晶体220通过第一焊料213分别焊接到第一热沉216和晶体固定底板224上。晶体固定底板214事先通过第二焊料215与散热用的第二热沉226相焊接。由此步骤预制的激光晶体子模块和倍频晶体子模块最终通过激光熔接工艺被牢固地固定在一起,构成本实施例的固体激光谐振腔模块。熔接的焊点130位于晶体固定底板224和第一热沉216之间的内侧端面上。
在本实施例中,该晶体固定底板224的材质可以为因瓦合金(Invar)或者可伐合金(Kovar)。而第一热沉216和第二热沉226的材质均可以为纯铜;其中,第一热沉216的形状呈逆时针旋转了90度的L形,其底部具有一定厚度的延长部分作为整个固体激光谐振腔模块的主底板。第一焊料213可以采用熔点为217摄氏度的SnAgCu焊料;第二焊料215可以采用熔点为280摄氏度的AuSn焊料。
由上可以看出,在此固体激光谐振腔模块的实施例2中,与实施例1仅有一点差别,就是激光晶体子模块中的激光晶体210是被直接焊接到第一热沉216这个纯铜件上的。这样激光晶体210的散热效果比起实施例1要更好一些。但是,由于激光晶体210和第一热沉216的热膨胀率的差异,考虑热膨胀差异在温度的过大变化时有可能导致激光晶体210发生破损,这个固体激光谐振腔模块的泵浦激光功率被限制到低于10W。激光晶体210的搀杂浓度在此实施例2中为1at%,以匹配约4W到5W之间的808nm泵浦激光功率。此实施例2的固体激光谐振腔模块可以在泵浦激光为4W的时候,获得大于1W的532nm倍频激光(绿光)输出。
固体激光谐振腔模块的制造方法的实施例2
请继续参考图2,本发明再提供了一种针对上述固体激光谐振腔模块的制造方法。类似地,本实施例也选择性地省略了相同或相似技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述固体激光谐振腔模块的制造方法的实施例1,本实施例不再重复赘述,在此仅着重描述两者之间的不同之处。
其中,该制造方法采用激光熔接工艺将预先组装好的激光晶体子模块和倍频晶体子模块固定在一起。该激光熔接工艺可以包括:
执行步骤a.在激光晶体子模块中的激光晶体110的后端部实时施以808nm的泵浦半导体激光;
执行步骤b.将激光晶体子模块和倍频晶体子模块放置在一调整架上实施激光谐振腔位置的调整,使激光晶体110和倍频晶体120处于激光发生振荡的最佳相对位置状态;
执行步骤c.使用高能量脉冲激光对激光晶体子模块和倍频晶体子模块两者实施多点焊接,具体是在晶体固定底板224和第一热沉216之间实施多点焊接,瞬时将调整好激光谐振腔位置的激光晶体子模块和倍频晶体子模块固定在一起,完成该固体激光谐振腔模块的封装。
最后还要强调的是,本发明的固体激光谐振腔模块的一个构成特性,横观模块的整体,在选材和组装上,该模块各部分使用金属或者陶瓷等无机非金属材质,且组装中仅包含焊料焊接或激光熔接,不包含挥发性物质和胶水等不稳定因素,可以在高功率激光工作情况下实现长期使用的高度可靠性。
综上所述,本发明的固体激光谐振腔模块,其内部由两个可独立预制的子模块构成。根据激光晶体和倍频晶体的散热特征分别对各自配合部件进行选材和设计,使其在高功率激光工作状态之下具有可导热、可温控和谐振腔结构高度稳定的特性。另外,无胶水化的可焊料焊接和可激光熔接的结构,可以实现模块微型化,并大幅提升长期可靠性。在两个子模块被整体固定成为一个固体激光谐振腔模块的组装过程中,是通过在导入泵浦激光后把两个子模块实时调整好谐振腔状态之下实施瞬时的激光熔接工艺来实现的,故可以实现高速、高效且完全保证组装质量的模块封装,而且此封装工艺具有极高程度的可靠性和结构稳定性。
本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰,均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块,其特征在于,包括激光晶体子模块和倍频晶体子模块;
所述激光晶体子模块包括激光晶体(110)、第一晶体固定底板(114)和第一热沉(116);
所述倍频晶体子模块包括非线性光学倍频晶体(120)、第二晶体固定底板(124)和第二热沉(126);
其中,所述激光晶体(110)和所述倍频晶体(120)各自在其外侧端面镀有激光发生谐振所需的光学介质膜(111)并在其底部镀有金膜(112);藉由所述金膜(112)将所述激光晶体(110)和所述倍频晶体(120)通过第一焊料(113)分别焊接到所述第一晶体固定底板(114)和所述第二晶体固定底板(124)上;所述第一晶体固定底板(114)和所述第二晶体固定底板(124)事先通过第二焊料(115)分别与散热用的所述第一热沉(116)和所述第二热沉(126)相焊接;
所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块通过激光熔接工艺固定在一起,熔接的焊点(130)位于所述第一晶体固定底板(114)和所述第二晶体固定底板(124)之间的内侧端面上。
2.根据权利要求1所述的固体激光谐振腔模块,其特征在于:
所述第一晶体固定底板(114)的材质为两面镀有金膜的硅板或者氮化铝陶瓷板;
所述第二晶体固定底板(124)的材质为因瓦合金或者可伐合金。
3.根据权利要求2所述的固体激光谐振腔模块,其特征在于:
所述第一热沉(116)和所述第二热沉(126)的材质均为纯铜;
所述第一热沉(116)的形状呈逆时针旋转了90度的L形,其底部具有一定厚度的延长部分作为整个所述固体激光谐振腔模块的主底板。
4.根据权利要求3所述的固体激光谐振腔模块,其特征在于:
所述第一焊料(113)采用熔点为217摄氏度的SnAgCu焊料;
所述第二焊料(115)采用熔点为280摄氏度的AuSn焊料。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的固体激光谐振腔模块的制造方法,其特征在于,将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起的激光熔接工艺包括步骤:
A.在所述激光晶体子模块中的所述激光晶体(110)的后端部实时施以808nm的泵浦半导体激光;
B.将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块放置在一调整架上实施激光谐振腔位置的调整,使所述激光晶体(110)和所述倍频晶体(120)处于激光发生振荡的最佳相对位置状态;
C.使用高能量脉冲激光在所述第一晶体固定底板(114)和所述第二晶体固定底板(124)之间实施多点焊接,瞬时将调整好激光谐振腔位置的所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起。
6.一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块,其特征在于,包括激光晶体子模块和倍频晶体子模块;
所述激光晶体子模块包括激光晶体(210)和第一热沉(216);
所述倍频晶体子模块包括非线性光学倍频晶体(220)、晶体固定底板(224)和第二热沉(226);
其中,所述激光晶体(210)和所述倍频晶体(220)各自在其外侧端面镀有激光发生谐振所需的光学介质膜(211)并在其底部镀有金膜(212);藉由所述金膜(212)将所述激光晶体(210)和所述倍频晶体(220)通过第一焊料(213)分别焊接到所述第一热沉(216)和所述晶体固定底板(224)上;所述晶体固定底板(214)事先通过第二焊料(215)与散热用的所述第二热沉(226)相焊接;
所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块通过激光熔接工艺固定在一起,熔接的焊点(130)位于所述晶体固定底板(224)和所述第一热沉(216)之间的内侧端面上。
7.根据权利要求6所述的固体激光谐振腔模块,其特征在于,所述晶体固定底板(224)的材质为因瓦合金或者可伐合金。
8.根据权利要求7所述的固体激光谐振腔模块,其特征在于:
所述第一热沉(216)和所述第二热沉(226)的材质均为纯铜;
所述第一热沉(216)的形状呈逆时针旋转了90度的L形,其底部具有一定厚度的延长部分作为整个所述固体激光谐振腔模块的主底板。
9.根据权利要求8所述的固体激光谐振腔模块,其特征在于:
所述第一焊料(213)采用熔点为217摄氏度的SnAgCu焊料;
所述第二焊料(215)采用熔点为280摄氏度的AuSn焊料。
10.一种权利要求6至9中任一项所述的固体激光谐振腔模块的制造方法,其特征在于,将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起的激光熔接工艺包括步骤:
A.在所述激光晶体子模块中的所述激光晶体(110)的后端部实时施以808nm的泵浦半导体激光;
B.将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块放置在一调整架上实施激光谐振腔位置的调整,使所述激光晶体(110)和所述倍频晶体(120)处于激光发生振荡的最佳相对位置状态;
C.使用高能量脉冲激光在所述晶体固定底板(224)和所述第一热沉(216)之间实施多点焊接,瞬时将调整好激光谐振腔位置的所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310532455.3A CN104600551A (zh) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310532455.3A CN104600551A (zh) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104600551A true CN104600551A (zh) | 2015-05-06 |
Family
ID=53126165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310532455.3A Pending CN104600551A (zh) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104600551A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114552333A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-05-27 | 武汉华日精密激光股份有限公司 | 一种微型自锁结构晶体控温装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201061077Y (zh) * | 2007-07-13 | 2008-05-14 | 昂纳明达数字显示技术(深圳)有限公司 | 一种高功率单管泵浦激光器 |
CN201069849Y (zh) * | 2007-01-26 | 2008-06-04 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 蓝色激光器 |
US20100220753A1 (en) * | 2006-01-20 | 2010-09-02 | Thierry Georges | Monofrequency intra-cavity frequency-tripled continuous laser |
CN101971441A (zh) * | 2008-03-18 | 2011-02-09 | 三菱电机株式会社 | 激光光源模块 |
CN102484349A (zh) * | 2009-12-31 | 2012-05-30 | C2C晶芯科技公司 | 非线性晶体封装的方法及其在二极管泵浦固态激光器中的应用 |
-
2013
- 2013-10-30 CN CN201310532455.3A patent/CN104600551A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100220753A1 (en) * | 2006-01-20 | 2010-09-02 | Thierry Georges | Monofrequency intra-cavity frequency-tripled continuous laser |
CN201069849Y (zh) * | 2007-01-26 | 2008-06-04 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 蓝色激光器 |
CN201061077Y (zh) * | 2007-07-13 | 2008-05-14 | 昂纳明达数字显示技术(深圳)有限公司 | 一种高功率单管泵浦激光器 |
CN101971441A (zh) * | 2008-03-18 | 2011-02-09 | 三菱电机株式会社 | 激光光源模块 |
CN102484349A (zh) * | 2009-12-31 | 2012-05-30 | C2C晶芯科技公司 | 非线性晶体封装的方法及其在二极管泵浦固态激光器中的应用 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114552333A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-05-27 | 武汉华日精密激光股份有限公司 | 一种微型自锁结构晶体控温装置 |
CN114552333B (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-19 | 武汉华日精密激光股份有限公司 | 一种微型自锁结构晶体控温装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7724791B2 (en) | Method of manufacturing laser diode packages and arrays | |
US4949346A (en) | Conductively cooled, diode-pumped solid-state slab laser | |
CN110809841B (zh) | 半导体激光装置 | |
WO2009116134A1 (ja) | レーザ光源モジュール | |
US8031751B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
JP2016054279A (ja) | 半導体レーザ | |
CN114514663B (zh) | 具有用于高频信号传输的电子部件的壳体的基座 | |
US8804783B2 (en) | Cooling apparatus for optically pumped semiconductor laser | |
CN201270374Y (zh) | 一种半导体光纤耦合泵浦的红外固体激光器 | |
US10748836B2 (en) | Semiconductor laser module and method for manufacturing the same | |
Hastie et al. | Microchip vertical external cavity surface-emitting lasers | |
CA2855913C (en) | Semiconductor laser excitation solid-state laser | |
US6621839B1 (en) | Method for contacting a high-power diode laser bar and a high-power diode laser bar-contact arrangement of electrical contacts with minor thermal function | |
WO2017126035A1 (ja) | レーザ光源装置およびその製造方法 | |
CN104600551A (zh) | 半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块 | |
JP2002314154A (ja) | 熱電装置 | |
KR100993790B1 (ko) | 초소형 고출력 마이크로칩 레이저 패키징용 서브마운트 | |
JP2009158645A (ja) | レーザモジュール | |
CN216818932U (zh) | 固体激光装置 | |
CN114937911A (zh) | 一种激光碟片晶体及其制作工艺 | |
KR20100043709A (ko) | 고출력 레이저 다이오드로 여기된 소형 고체 레이저 | |
US20230071683A1 (en) | Laser resonator assembly | |
KR100584287B1 (ko) | 레이저 발생 장치 및 제조 방법 | |
CN114204385A (zh) | 固体激光装置 | |
JPH114029A (ja) | 励起型固体レーザ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150506 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |