CN110571643B - 一种片上集成级联放大半导体激光器 - Google Patents

一种片上集成级联放大半导体激光器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种片上集成级联放大半导体激光器，其结构包括激光头、安装座、箱体，激光头以内嵌的形式安装在箱体上，激光头与箱体相连接，安装座上设有箱体，箱体与安装座机械焊接，本发明的有益效果：通过在电线安装槽上开设通气孔，并将电线安装槽呈螺旋式设立并将其环绕在管体上，使得电线工作时产生的热量通过通气孔进入到空腔中，并通过空腔上的通气框将热量传递到对流壁层内，借助对流壁层将热量传递到散热腔中，并通过散热口向外输出，达到降低温度的效果，从而实现在不减小的驱动电流输入量的同时，可以有效的降低电线工作时产生的热量，以确保半导体激光器的光输出量的稳定性。

Description

一种片上集成级联放大半导体激光器
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其是涉及到一种片上集成级联放大半导体激光器。
背景技术
半导体激光器由于其本身具有体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等优势，从而逐渐被普及应用，随着人们生活水平的提高，传统的半导体激光设备已经无法满足人们现有的需求，目前的半导体激光器具有以下缺陷：
半导体激光器的发光波长随温度变化而变化，温度每升高一度，半导体激光器的发光强度会相应地减少1％，传统的半导体激光器通过减小驱动电流，从而达到降低半导体激光器工作产生的热量，但减小驱动电流的同时，会造成半导体激光器的光输出随之变小。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种片上集成级联放大半导体激光器，其结构包括激光头、安装座、箱体，所述激光头以内嵌的形式安装在箱体上，所述激光头与箱体相连接，所述安装座上设有箱体，所述箱体与安装座机械焊接；
所述激光头由散热装置、激光输出口、安装槽构成，所述散热装置与激光输出口固定连接，所述散热装置位于激光输出口中央的集中输出处，所述激光输出口设于安装槽中央，所述安装槽与激光输出口固定连接。
作为本发明的进一步优化，所述散热装置由半导体激光传输头、散热口、实心层、散热腔、对流壁层、螺旋管道构成，所述半导体激光传输头与激光输出口相通，所述半导体激光传输头与散热口相连接，所述散热口设于实心层上，所述散热口将实心层贯穿，所述散热口与散热腔相通，所述散热腔内设有对流壁层，所述散热腔与对流壁层相通，所述螺旋管道安装在半导体激光传输头正南方向上，所述对流壁层形成的空间内部设有螺旋管道。
作为本发明的进一步优化，所述对流壁层由固定板层、波纹板层、凹槽、对流框构成，所述固定板层上设有对流框，所述对流框将固定板层贯穿，所述固定板层内设有波纹板层，所述波纹板层设有三个，所述波纹板层与波纹板层之间的位置上下设立并且互相平行设立，所述凹槽设有六个，所述凹槽位于波纹板层上，所述波纹板层被凹槽贯穿。
作为本发明的进一步优化，所述螺旋管道由通气孔、管体、大通气框、电线安装槽、空腔构成，所述通气孔设有多个，所述通气孔设于电线安装槽上，所述通气孔将电线安装槽贯穿，所述通气孔与空腔相通，所述电线安装槽设有两个，所述电线安装槽呈螺旋状环绕在管体上，所述电线安装槽以内嵌的形式安装在管体上，所述空腔为管体内壁所围成的腔体，所述大通气框设有两个，所述大通气框呈对称结构安装在管体上，所述大通气框与电线安装槽之间相间分布。
作为本发明的进一步优化，所述大通气框呈矩形框状设立，并且内部嵌有防护网，所述大通气框与空腔相通。
有益效果
本发明一种片上集成级联放大半导体激光器，将电线安装在电线安装槽上，由于电线安装槽螺旋环绕在管体上，使得电线随之螺旋缠绕，并且在电线安装槽上开设通气孔，使得通气孔与电线的表层相贴合，从而电线为半导体激光传输头工作提供电流供应时，产生的热量会通过通气孔进入到空腔内部，并且通过在管体上设立通气框，使得通气框将对流壁层内的空气与空腔之间实现互通，从而达到将电线工作产生的热量排出的目的，由于对流壁层上设有对流框，并在对流框上设立波纹板层，使得波纹板层从对流壁层内流向对流壁层外、以及从对流壁层外流向对流壁层内的空气之间具有不同流通渠道，并且在波纹板层上设有凹槽，便于空气互换时可以随时改变流动轨道，实现对流壁层内外空气互换之后，带有热量的空气进入到散热腔中，并通过散热口向外输出，达到降低温度的效果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过在电线安装槽上开设通气孔，并将电线安装槽呈螺旋式设立并将其环绕在管体上，使得电线工作时产生的热量通过通气孔进入到空腔中，并通过空腔上的通气框将热量传递到对流壁层内，借助对流壁层将热量传递到散热腔中，并通过散热口向外输出，达到降低温度的效果，从而实现在不减小的驱动电流输入量的同时，可以有效的降低电线工作时产生的热量，以确保半导体激光器的光输出量的稳定性。
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为本发明一种片上集成级联放大半导体激光器的结构示意图。
图2为本发明一种片上集成级联放大半导体激光器的激光头正视图。
图3为本发明一种片上集成级联放大半导体激光器的散热装置俯视图。
图4为本发明一种片上集成级联放大半导体激光器的对流壁层立体图。
图5为本发明一种片上集成级联放大半导体激光器的螺旋管道剖面图。
图6为本发明一种片上集成级联放大半导体激光器的螺旋管道立体图。
图中:激光头-1、安装座-2、箱体-3、散热装置-11、激光输出口-12、安装槽-13、半导体激光传输头-a、散热口-b、实心层-c、散热腔-d、对流壁层-e、螺旋管道-f、固定板层-e1、波纹板层-e2、凹槽-e3、对流框-e4、通气孔-f1、管体-f2、大通气框-f3、电线安装槽-f4、空腔-f5。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。
实施例
请参阅图1-图6，本发明提供一种片上集成级联放大半导体激光器，其结构包括激光头1、安装座2、箱体3，所述激光头1以内嵌的形式安装在箱体3上，所述激光头1与箱体3相连接，所述安装座2上设有箱体3，所述箱体3与安装座2机械焊接；
所述激光头1由散热装置11、激光输出口12、安装槽13构成，所述散热装置11与激光输出口12固定连接，所述散热装置11位于激光输出口12中央的集中输出处，所述激光输出口12设于安装槽13中央，所述安装槽13与激光输出口12固定连接。
所述散热装置11由半导体激光传输头a、散热口b、实心层c、散热腔d、对流壁层e、螺旋管道f构成，所述半导体激光传输头a与激光输出口12相通，所述半导体激光传输头a与散热口b相连接，所述散热口b设于实心层c上，所述散热口b将实心层c贯穿，所述散热口b与散热腔d相通，所述散热腔d内设有对流壁层e，所述散热腔d与对流壁层e相通，所述螺旋管道f安装在半导体激光传输头a正南方向上，所述对流壁层e形成的空间内部设有螺旋管道f，所述螺旋管道f用于缠绕电线，并且该电线用于为半导体激光传输头a工作提供电流。
所述对流壁层e由固定板层e1、波纹板层e2、凹槽e3、对流框e4构成，所述固定板层e1上设有对流框e4，所述对流框e4将固定板层e1贯穿，所述固定板层e1内设有波纹板层e2，所述波纹板层e2设有三个，所述波纹板层e2与波纹板层e2之间的位置上下设立并且互相平行设立，所述凹槽e3设有六个，所述凹槽e3位于波纹板层e2上，所述波纹板层e2被凹槽e3贯穿，所述对流框e4将对流壁层e与散热腔d相连通，从而使得散热腔d与对流壁层e之间空气的流通互换。
所述螺旋管道f由通气孔f1、管体f2、大通气框f3、电线安装槽f4、空腔f5构成，所述通气孔f1设有多个，所述通气孔f1设于电线安装槽f4上，所述通气孔f1将电线安装槽f4贯穿，所述通气孔f1与空腔f5相通，所述电线安装槽f4设有两个，所述电线安装槽f4呈螺旋状环绕在管体f2上，所述电线安装槽f4以内嵌的形式安装在管体f2上，所述空腔f5为管体f2内壁所围成的腔体，所述大通气框f3设有两个，所述大通气框f3呈对称结构安装在管体f2上，所述大通气框f3与电线安装槽f4之间相间分布，所述电线安装槽f4呈螺旋式设立，便于电线安装时，电线工作时产生的热量通过通气孔f1传输，实现热量的排出。
所述大通气框f3呈矩形框状设立，并且内部嵌有防护网，所述大通气框f3与空腔f5相通。
将电线安装在电线安装槽f4上，由于电线安装槽f4螺旋环绕在管体f2上，使得电线随之螺旋缠绕，并且在电线安装槽f4上开设通气孔f1，使得通气孔f1与电线的表层相贴合，从而电线为半导体激光传输头a工作提供电流供应时，产生的热量会通过通气孔f1进入到空腔f5内部，并且通过在管体f2上设立通气框f3，使得通气框f3将对流壁层e内的空气与空腔f5之间实现互通，从而达到将电线工作产生的热量排出的目的，由于对流壁层e上设有对流框e4，并在对流框e4上设立波纹板层e2，使得波纹板层e2从对流壁层e内流向对流壁层e外、以及从对流壁层e外流向对流壁层e内的空气之间具有不同流通渠道，并且在波纹板层e2上设有凹槽e3，便于空气互换时可以随时改变流动轨道，实现对流壁层e内外空气互换之后，带有热量的空气进入到散热腔d中，并通过散热口b向外输出，达到降低温度的效果。
本发明解决的问题是半导体激光器的发光波长随温度变化而变化，温度每升高一度，半导体激光器的发光强度会相应地减少1％，传统的半导体激光器通过减小驱动电流，从而达到降低半导体激光器工作产生的热量，但减小驱动电流的同时，会造成半导体激光器的光输出随之变小，本发明通过上述部件的互相组合，通过在电线安装槽f4上开设通气孔f1，并将电线安装槽f4呈螺旋式设立并将其环绕在管体f2上，使得电线工作时产生的热量通过通气孔f1进入到空腔f5中，并通过空腔f5上的通气框f3将热量传递到对流壁层e内，借助对流壁层e将热量传递到散热腔d中，并通过散热口b向外输出，达到降低温度的效果，从而实现在不减小的驱动电流输入量的同时，可以有效的降低电线工作时产生的热量，以确保半导体激光器的光输出量的稳定性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种片上集成级联放大半导体激光器，其结构包括激光头(1)、安装座(2)、箱体(3)，所述激光头(1)以内嵌的形式安装在箱体(3)上，所述激光头(1)与箱体(3)相连接，所述安装座(2)上设有箱体(3)，所述箱体(3)与安装座(2)机械焊接，其特征在于：
所述激光头(1)由散热装置(11)、激光输出口(12)、安装槽(13)构成，所述散热装置(11)与激光输出口(12)固定连接，所述散热装置(11)位于激光输出口(12)中央的集中输出处，所述激光输出口(12)设于安装槽(13)中央，所述安装槽(13)与激光输出口(12)固定连接；
所述散热装置(11)由半导体激光传输头(a)、散热口(b)、实心层(c)、散热腔(d)、对流壁层(e)、螺旋管道(f)构成，所述半导体激光传输头(a)与散热口(b)相连接，所述散热口(b)将实心层(c)贯穿，所述散热口(b)与散热腔(d)相通，所述散热腔(d)内设有对流壁层(e)，所述散热腔(d)与对流壁层(e)相通，所述对流壁层(e)形成的空间内部设有螺旋管道(f)，所述螺旋管道(f)安装在半导体激光传输头(a)正下方向上；
所述对流壁层(e)由固定板层(e1)、波纹板层(e2)、凹槽(e3)、对流框(e4)构成，所述固定板层(e1)上设有对流框(e4)，所述对流框(e4)将固定板层(e1)贯穿，所述固定板层(e1)内设有波纹板层(e2)，所述凹槽(e3)位于波纹板层(e2)上，所述波纹板层(e2)被凹槽(e3)贯穿；
所述螺旋管道(f)由通气孔(f1)、管体(f2)、大通气框(f3)、电线安装槽(f4)、空腔(f5)构成，所述通气孔(f1)将电线安装槽(f4)贯穿，所述通气孔(f1)与空腔(f5)相通，所述电线安装槽(f4)呈螺旋状环绕在管体(f2)上，所述电线安装槽(f4)以内嵌的形式安装在管体(f2)上，所述大通气框(f3)呈对称结构安装在管体(f2)上，所述大通气框(f3)与电线安装槽(f4)之间相间分布；
所述大通气框(f3)呈矩形框状设立，并且内部嵌有防护网，所述大通气框(f3)与空腔(f5)相通。
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