CN110224293B - 一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器，其结构包括半导体激光器芯片、衬底、热沉、第一制冷块、通液孔、第二制冷块，圆环盖片，热沉上扣合有圆环盖片，热沉一侧与第一制冷块相连，另一侧与第二制冷块相接，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：半导体激光器芯片不用直接封装在热沉上，有助于减少制作成本，当半导体激光器中有一个半导体激光器芯片受损，即可取下进行更换，有效防止因一个半导体激光器芯片受损而导致整个半导体激光器模块报废，能一次性对多个半导体激光器单元进行固定且稳固性高，实现多个半导体激光器单元之间的电连接，无须一个一个对半导体激光器单元进行安装固定，大大提高了装卸效率。

Description

一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地说一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器。

背景技术

半导体激光器具有体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长等优点，广泛应用于各个领域，就应用于侧面泵浦源而言，半导体激光器呈正三角、正五角、正七角、圆形等形式分布于晶体棒周围。

目前的半导体激光器通过热沉进行散热，故现有半导体激光器大多采用焊料键合方式将半导体激光器芯片键合在热沉，由于半导体激光器芯片较小，则工艺控制较为复杂，会影响半导体激光器的良率，从而提高了制作成本，同时固定后则不能从热沉上取下进行更换，当半导体激光器中的一个半导体激光器芯片损伤，则整个半导体激光器就废了，此外需要一个一个对半导体激光器芯片进行安装固定，安装固定效率低。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器。

本发明采用如下技术方案来实现：一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器，其结构包括半导体激光器芯片、衬底、热沉、第一制冷块、通液孔、第二制冷块，圆环盖片，所述热沉上扣合有圆环盖片，所述热沉一侧与第一制冷块相连，另一侧与第二制冷块相接，所述第一制冷块与第二制冷块构成中空管结构且两者均设置有通液孔，所述热沉的内壁上均布有等距式设置的衬底，在每块所述的衬底上均垂直连接有半导体激光器芯片；

所述热沉包括有热沉本体、调节机构、内环、发带、紧固组，所述内环指向其中心的内壁上均布有紧固组，所述紧固组均与发带活动连接，所述发带内置于内环内且与调节机构连接，所述调节机构也与内环相连接，所述内环与热沉本体相配合，所述衬底设置在热沉本体处且与紧固组相连接，所述热沉本体外连接于第一制冷块、第二制冷块。

作为优化，所述热沉本体包括有基体、活动口、环形槽、凹槽、平面部、定位柱，所述基体上开设有与之为同心圆结构的环形槽，所述基体内壁开设有朝向其圆心的凹槽，所述凹槽的中心位置连通有活动口，所述活动口设置在基体上且与环形槽相通，所述凹槽与凹槽之间形成平面部，所述平面部均设有与之为一体化结构的定位柱，所述定位柱与衬底相配合，所述环形槽与内环采用间隙配合，所述凹槽设有紧固组。

作为优化，所述紧固组包括有连接电极、绝缘块、内弹簧、回型块、连接杆、中空绝缘筒，所述连接杆一端与回型块垂直连接，另一端贯穿于中空绝缘筒而与绝缘块连接，所述中空绝缘筒两端内设有内弹簧，所述内弹簧一端与绝缘块相连，另一端与中空绝缘筒相接，所述中空绝缘筒设于凹槽处且与内环固定连接，所述连接杆与活动口采用间隙配合，所述连接电极与衬底电连接，所述回型块与发带接触。

作为优化，所述调节机构包括有上动板、上卡扣、圆盘、导向座、下动板、椭圆块、下卡扣，所述导向座平行设有两块且两者之间滑动连接有上动板、下动板，所述上动板与下动板之间还配合有椭圆块，所述椭圆块中心连接有圆盘，所述上动板内底面垂直布设有上卡扣，所述下动板内顶面垂直固定有下卡扣，所述上卡扣与下卡扣呈交错设置，所述导向座与内环固定连接。

作为优化，所述导向座包括有限位条、导向槽、基座、中心孔，所述基座中心开设有中心孔，中心孔的两端均设有与基座为一体化结构的导向槽，所述导向槽与中心孔及基座的末端均固定有限位条，所述中心孔与发带采用间隙配合，所述导向槽与上动板、下动板进行滑动连接，所述基座与内环固定连接。

作为优化，所述连接电极包括有弧面部分、倾斜部分、平面部分，所述连接电极顶面呈弧面部分结构设置，底面为平面部分结构设置，平面部分与弧面部分构成的侧面为倾斜部分，所述倾斜部分呈型结构设置。

作为优化，所述发带依次交替式穿过上卡扣，下卡扣。

有益效果

将带有半导体激光器芯片的衬底挂置在定位柱上，后通过调节机构、内环、发带、紧固组对多个衬底进行一次固定，在活动口、凹槽的限制作用下，使连接杆放置于活动口处，中空绝缘筒置于凹槽处，内环放置于环形槽处，在对衬底进行固定前发带围成的口径最大且对内弹簧无拉大，扣合前，连接电极与衬底具有一定的间距，有效防止上往下安装时对衬底产生较大的摩擦，转动圆盘，使得椭圆块对上动板、下动板产生外推力，从而上动板、下动板在导向槽的导向作用下向相反方向平移，拉开了上动板与下动板间距，进而拉开上卡扣与下卡扣的垂直间距，使得上卡扣与下卡扣对发带产生拉力，将原本直的发带拉成蛇形，从而缩小了发带围成的口径，由于发带的长度固定，故发带通过回型块对连接杆产生拉力，使得内弹簧被拉缩，绝缘块向中空绝缘筒内缩，使得连接电极的倾斜部分能够与衬底贴合接触，实现各半导体激光器的电连接，倾斜部分的设置不仅能够增加与衬底的接触面积，还利于对衬底的固定，进一步提高了通电的顺畅性。

本发明通过热沉本体、调节机构、内环、发带、紧固组的结合设置，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)摒弃半导体激光器芯片采用焊料键合方式固定在热沉，从而来防止工艺影响半导体的良率，有助于减少制作成本，半导体激光器芯片不用直接封装在热沉上，当半导体激光器中有一个半导体激光器芯片受损，即可取下进行更换，有效防止直接固定在热沉上因一个半导体激光器芯片受损而导致整个半导体激光器模块报废；

2)能够一次性对多个半导体激光器单元进行固定且稳固性高，实现多个半导体激光器单元之间的电连接，无须一个一个对半导体激光器单元进行安装固定，无论是安装固定还是拆卸都比较便捷，大大提高了装卸效率；

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器的结构示意图。

图2为本发明热沉的俯视结构示意图。

图3为本发明的热沉与带半导体激光器芯片的衬底配合的俯视结构示意图。

图4为图3的另一种工作状态的结构示意图。

图5为本发明的热沉本体的剖面俯视结构示意图。

图6为本发明的紧固组的剖面结构示意图。

图7为本发明的调节机构与发带配合的第一种工作状态的结构示意图。

图8为本发明的调节机构与发带配合的第二种工作状态的结构示意图。

图9为本发明的导向座的侧视结构示意图。

图10为本发明的连接电极的结构示意图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

半导体激光器芯片1、衬底2、热沉3、第一制冷块4、通液孔5、第二制冷块6、圆环盖片7、热沉本体a、调节机构b、内环c、发带d、紧固组e、基体a-0、活动口a-1、环形槽a-2、凹槽a-3、平面部a-4、定位柱a-5、连接电极e-0、绝缘块e-1、内弹簧e-2、回型块e-3、连接杆e-4、中空绝缘筒e-5、上动板b-0、上卡扣b-1、圆盘b-2、导向座b-3、下动板b-4、椭圆块b-5、下卡扣b-6、限位条b-30、导向槽b-31、基座b-32、中心孔b-33、弧面部分e-01、倾斜部分e-02、平面部分e-03。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-10，本发明提供一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器技术方案：其结构包括半导体激光器芯片1、衬底2、热沉3、第一制冷块4、通液孔5、第二制冷块6，圆环盖片7，所述热沉3上扣合有圆环盖片7，所述热沉3一侧与第一制冷块4相连，另一侧与第二制冷块6相接，所述第一制冷块4与第二制冷块6构成中空管结构且两者均设置有通液孔5，所述热沉3的内壁上均布有等距式设置的衬底2，在每块所述的衬底2上均垂直连接有半导体激光器芯片1；

所述热沉3包括有热沉本体a、调节机构b、内环c、发带d、紧固组e，所述内环c指向其中心的内壁上均布有紧固组e，所述紧固组e均与发带d活动连接，所述发带d内置于内环c内且与调节机构b连接，所述调节机构b也与内环c相连接，所述内环c与热沉本体a相配合，所述衬底2设置在热沉本体a处且与紧固组e相连接，所述热沉本体a外连接于第一制冷块4、第二制冷块6。

所述热沉本体a包括有基体a-0、活动口a-1、环形槽a-2、凹槽a-3、平面部a-4、定位柱a-5，所述基体a-0上开设有与之为同心圆结构的环形槽a-2，所述基体a-0内壁开设有朝向其圆心的凹槽a-3，所述凹槽a-3的中心位置连通有活动口a-1，所述活动口a-1设置在基体a-0上且与环形槽a-2相通，所述凹槽a-3与凹槽a-3之间形成平面部a-4，所述平面部a-4均设有与之为一体化结构的定位柱a-5，所述定位柱a-5与衬底2相配合，所述环形槽a-2与内环c采用间隙配合，所述凹槽a-3设有紧固组e。

所述紧固组e包括有连接电极e-0、绝缘块e-1、内弹簧e-2、回型块e-3、连接杆e-4、中空绝缘筒e-5，所述连接杆e-4一端与回型块e-3垂直连接，另一端贯穿于中空绝缘筒e-5而与绝缘块e-1连接，所述中空绝缘筒e-5两端内设有内弹簧e-2，所述内弹簧e-2一端与绝缘块e-1相连，另一端与中空绝缘筒e-5相接，所述中空绝缘筒e-5设于凹槽a-3处且与内环c固定连接，所述连接杆e-4与活动口a-1采用间隙配合，所述连接电极e-0与衬底2电连接，所述回型块e-3与发带d接触。

所述调节机构b包括有上动板b-0、上卡扣b-1、圆盘b-2、导向座b-3、下动板b-4、椭圆块b-5、下卡扣b-6，所述导向座b-3平行设有两块且两者之间滑动连接有上动板b-0、下动板b-4，所述上动板b-0与下动板b-4之间还配合有椭圆块b-5，所述椭圆块b-5中心连接有圆盘b-2，所述上动板b-0内底面垂直布设有上卡扣b-1，所述下动板b-4内顶面垂直固定有下卡扣b-6，所述上卡扣b-1与下卡扣b-6呈交错设置，所述导向座b-3与内环c固定连接。

所述导向座b-3包括有限位条b-30、导向槽b-31、基座b-32、中心孔b-33，所述基座b-32中心开设有中心孔b-33，中心孔b-33的两端均设有与基座b-32为一体化结构的导向槽b-31，所述导向槽b-31与中心孔b-33及基座b-32的末端均固定有限位条b-30，所述中心孔b-33与发带d采用间隙配合，所述导向槽b-31与上动板b-0、下动板b-4进行滑动连接，所述基座b-32与内环c固定连接，所述限位条b-30与导向槽b-31的结合的设置在于对上动板b-0、下动板b-4起到限制、导向的作用，有效防止上动板b-0、下动板b-4脱离导向槽b-31。

所述连接电极e-0包括有弧面部分e-01、倾斜部分e-02、平面部分e-03，所述连接电极e-0顶面呈弧面部分e-01结构设置，底面为平面部分e-03结构设置，平面部分e-03与弧面部分e-01构成的侧面为倾斜部分e-02，所述倾斜部分e-02呈L型结构设置，所述倾斜部分e-02与平面部分e-0的结合设置能够增加与衬底2的接触面积，更有利于对衬底2的固定，进一步提高了通电的顺畅性。

所述发带d依次交替式穿过上卡扣b-1，下卡扣b-6，使得发带d受力更为均匀，能够在受力时呈蛇型布设。

本发明的工作原理：将带有半导体激光器芯片1的衬底2挂置在定位柱a-5上，后通过调节机构b、内环c、发带d、紧固组e对多个衬底2进行一次固定，在活动口a-1、凹槽a-3的限制作用下，使连接杆e-4放置于活动口a-1处，中空绝缘筒e-5置于凹槽a-3处，内环c放置于环形槽a-2处，在对衬底2进行固定前发带d围成的口径最大且对内弹簧e-2无拉大，扣合前，连接电极e-0与衬底2具有一定的间距，有效防止上往下安装时对衬底2产生较大的摩擦，转动圆盘b-2，使得椭圆块b-5对上动板b-0、下动板b-4产生外推力，从而上动板b-0、下动板b-4在导向槽b-31的导向作用下向相反方向平移，拉开了上动板b-0与下动板b-4间距，进而拉开上卡扣b-1与下卡扣b-6的垂直间距，使得上卡扣b-1与下卡扣b-6对发带d产生拉力，将原本直的发带d拉成蛇形，由于发带d的长度固定，故发带d通过回型块e-3对连接杆e-4产生拉力，使得内弹簧e-2被拉缩，绝缘块e-1向中空绝缘筒e-5内缩，使得连接电极e-0的倾斜部分e-02能够与衬底2贴合接触，实现各半导体激光器的电连接，倾斜部分e-02的设置不仅能够增加与衬底2的接触面积，还利于对衬底2的固定，进一步提高了通电的顺畅性。

综上所述，本发明相对现有技术获得的技术进步是：

1)摒弃半导体激光器芯片采用焊料键合方式固定在热沉，从而来防止工艺影响半导体的良率，有助于减少制作成本，半导体激光器芯片不用直接封装在热沉上，当半导体激光器中有一个半导体激光器芯片受损，即可取下进行更换，有效防止直接固定在热沉上因一个半导体激光器芯片受损而导致整个半导体激光器模块报废；

2)能够一次性对多个半导体激光器单元进行固定且稳固性高，实现多个半导体激光器单元之间的电连接，无须一个一个对半导体激光器单元进行安装固定，无论是安装固定还是拆卸都比较便捷，大大提高了装卸效率；

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器，其结构包括半导体激光器芯片（1）、衬底（2）、热沉（3）、第一制冷块（4）、通液孔（5）、第二制冷块（6）、圆环盖片（7），所述热沉（3）上扣合有圆环盖片（7），所述热沉（3）与带有通液孔（5）的第一制冷块（4）、第二制冷块（6）连接，所述热沉（3）均布有带半导体激光器芯片（1）的衬底（2），所述热沉（3）包括有热沉本体（a）、调节机构（b）、内环（c）、发带（d）、紧固组（e），所述内环（c）指向其中心的内壁上均布有紧固组（e），所述紧固组（e）均与发带（d）活动连接，所述发带（d）内置于内环（c）内且与调节机构（b）连接，所述调节机构（b）也与内环（c）相连接，所述内环（c）与热沉本体（a）相配合，所述衬底（2）设置在热沉本体（a）处且与紧固组（e）相连接，所述热沉本体（a）外连接于第一制冷块（4）、第二制冷块（6），其特征在于：

所述热沉本体（a）包括有基体（a-0）、活动口（a-1）、环形槽（a-2）、凹槽（a-3）、平面部（a-4）、定位柱（a-5），所述基体（a-0）上开设有与之为同心圆结构的环形槽（a-2），所述基体（a-0）内壁开设有朝向其圆心的凹槽（a-3），所述凹槽（a-3）的中心位置连通有活动口（a-1），所述活动口（a-1）设置在基体（a-0）上且与环形槽（a-2）相通，所述凹槽（a-3）与凹槽（a-3）之间形成平面部（a-4），所述平面部（a-4）设有与衬底（2）配合的定位柱（a-5），所述环形槽（a-2）与内环（c）采用间隙配合，所述凹槽（a-3）设有紧固组（e）；

所述紧固组（e）包括有连接电极（e-0）、绝缘块（e-1）、内弹簧（e-2）、回型块（e-3）、连接杆（e-4）、中空绝缘筒（e-5），所述连接杆（e-4）一端与回型块（e-3）垂直连接，另一端贯穿于中空绝缘筒（e-5）而与绝缘块（e-1）连接，所述中空绝缘筒（e-5）两端内设有内弹簧（e-2），所述内弹簧（e-2）一端与绝缘块（e-1）相连，另一端与中空绝缘筒（e-5）相接，所述中空绝缘筒（e-5）设于凹槽（a-3）处且与内环（c）固定连接，所述连接杆（e-4）与活动口（a-1）采用间隙配合，所述连接电极（e-0）与衬底（2）电连接，所述回型块（e-3）与发带（d）接触；

所述调节机构（b）包括有上动板（b-0）、上卡扣（b-1）、圆盘（b-2）、导向座（b-3）、下动板（b-4）、椭圆块（b-5）、下卡扣（b-6），所述导向座（b-3）平行设有两块且两者之间滑动连接有上动板（b-0）、下动板（b-4），所述上动板（b-0）与下动板（b-4）之间还配合有椭圆块（b-5），所述椭圆块（b-5）中心连接有圆盘（b-2），所述上动板（b-0）内底面垂直布设有上卡扣（b-1），所述下动板（b-4）内顶面垂直固定有下卡扣（b-6），所述上卡扣（b-1）与下卡扣（b-6）呈交错设置，所述导向座（b-3）与内环（c）固定连接，所述发带（d）依次交替式穿过上卡扣（b-1），下卡扣（b-6）；

所述导向座（b-3）包括有限位条（b-30）、导向槽（b-31）、基座（b-32）、中心孔（b-33），所述基座（b-32）中心开设有中心孔（b-33），中心孔（b-33）的两端均设有与基座（b-32）为一体化结构的导向槽（b-31），所述导向槽（b-31）两端均固定有限位条（b-30），所述中心孔（b-33）与发带（d）采用间隙配合，所述导向槽（b-31）与上动板（b-0）、下动板（b-4）进行滑动连接，所述基座（b-32）与内环（c）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种一次性封装的泵浦源用半导体激光器，其特征在于：所述连接电极（e-0）包括有弧面部分（e-01）、倾斜部分（e-02）、平面部分（e-03），所述连接电极（e-0）上呈弧面部分（e-01），下设平面部分（e-03），两侧设倾斜部分（e-02）。

Images