CN111934187A - 一种具有光束整形的激光器表贴封装装置 - Google Patents

一种具有光束整形的激光器表贴封装装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有光束整形的激光器表贴封装装置，包括绝缘基座，所述绝缘基座上设有激光器，位于所述激光器下游的所述绝缘基座上设有光斑整形器，位于所述光斑整形器下游的所述绝缘基座上设有反射镜；所述绝缘基座与所述激光器之间设有N极通电结构和P极通电结构。在使用中，分别通过N极通电结构和P极通电结构来实现激光器的通电，激光器产生的光线经光斑整形器整形后再通过反射镜将光线反射出去。采用该装置，实现了各个部件的SMD封装，与传统TO等封装方式相比，体积小，占用空间小，应用场景广泛；同时，能对光斑、光束进行各种所需形貌的整形。

Description

一种具有光束整形的激光器表贴封装装置
技术领域
本发明属于光电集成封装技术领域，尤其涉及一种具有光束整形的激光器表贴封装装置。
背景技术
目前，激光出光方式分为垂直腔面发射与边发射，虽然边发射激光器7的光束较垂直腔面的集中，但封装时仍然需要根据应用进行光束整形，图1为边发射激光器光束的发散示意图（包括出光面701和发散的光束面702），光斑的大小跟出光面距离成正比，越远离出光面，光束越大，需要使用到光束的整形光学器件越大，导致整个系统小型化困难，现阶段常用的封装方式为：TO等封装方式，其属于直插式封装，结构相对大，不利于封装器件微小化，且直插式封装应用场景受限。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种具有光束整形的激光器表贴封装装置，以解决光束整形器件系统较大使用受限等问题。
本发明实施例所提供的技术方案是：一种具有光束整形的激光器表贴封装装置，包括绝缘基座，所述绝缘基座上设有激光器，位于所述激光器下游的所述绝缘基座上设有光斑整形器，位于所述光斑整形器下游的所述绝缘基座上设有反射镜；
所述绝缘基座与所述激光器之间设有N极通电结构和P极通电结构。
作为一种改进，所述N极通电结构包括设置于所述绝缘基座下表面上的第一N电极，与所述第一N电极对应位置的所述绝缘基座上表面上设有第二N电极，所述第二N电极与所述激光器之间设有焊线；
与所述第一N电极和所述第二N电极对应位置的所述绝缘基座上设有多个N极通孔，所述N极通孔内填充有N极导电材料。
作为进一步的改进，所述P极通电结构包括设置于所述绝缘基座下表面上的第一P电极，与所述第一P电极对应位置的所述绝缘基座上表面上设有第二P电极，所述激光器设置于所述第二P电极上；
与所述第一P电极和所述第二P电极对应位置的所述绝缘基座上设有多个P极通孔，所述P极通孔内填充有P极导电材料。
作为再进一步的改进，所述绝缘基座上设有覆盖所述激光器、所述光斑整形器、所述反射镜、所述第二N电极和所述第二P电极的透明密封盖板。
作为更进一步的改进，所述绝缘基座顶部的四周与所述透明密封盖板之间均设有密封层，所述密封层粘接于所述绝缘基座上，所述透明密封盖板粘接于所述密封层上。
作为又进一步的改进，所述光斑整形器包括设置于所述绝缘基座上的安装座，所述安装座上设有安装槽，所述安装槽的两端分别朝向所述激光器和所述反射镜；
位于所述安装槽内的所述安装座上设有第一折射体，所述第一折射体内设有第二折射体，所述第二折射体与所述激光器的出光面对应设置，且所述第二折射体的折射率大于所述第一折射体的折射率。
作为又进一步的改进，所述反射镜为DBR、金属反射层或玻璃全反射反射镜。
作为又进一步的改进，所述绝缘基座为具有高导热系数的散热基座。
采用了上述所述的技术方案，本发明实施例所提供的一种具有光束整形的激光器表贴封装装置的有益效果如下：
由于该具有光束整形的激光器表贴封装装置，包括绝缘基座，绝缘基座上设有激光器，位于激光器下游的绝缘基座上设有光斑整形器，位于光斑整形器下游的绝缘基座上设有反射镜；绝缘基座与激光器之间设有N极通电结构和P极通电结构，从而在使用中，分别通过N极通电结构和P极通电结构来实现激光器的通电，激光器产生的光线经光斑整形器整形后再通过反射镜将光线反射出去。采用该装置，实现了各个部件的SMD封装，与传统TO等封装方式相比，体积小，占用空间小，应用场景广泛；同时，能对光斑、光束进行各种所需形貌的整形。
由于N极通电结构包括设置于绝缘基座下表面上的第一N电极，与第一N电极对应位置的绝缘基座上表面上设有第二N电极，第二N电极与激光器之间设有焊线；与第一N电极和第二N电极对应位置的绝缘基座上设有多个N极通孔，N极通孔内填充有N极导电材料；P极通电结构包括设置于绝缘基座下表面上的第一P电极，与第一P电极对应位置的绝缘基座上表面上设有第二P电极，激光器设置于第二P电极上；与第一P电极和第二P电极对应位置的绝缘基座上设有多个P极通孔，P极通孔内填充有P极导电材料，基于上述结构，通过第一N电极、第二N电极、N极导电材料和N极导电材线完成对激光器的N极通电，通过第一P电极、第二P电极和P极导电材料完成对激光器的P极通电，进而实现激光器的通电，结构简单，不影响通电效果，为实现激光器的SMD封装提供了条件。
由于绝缘基座上设有覆盖激光器、光斑整形器、反射镜、第二N电极和第二P电极的透明密封盖板，从而通过透明密封盖板实现了绝缘基座与透明密封盖板之间的密封，对透明密封盖板内的激光器、光斑整形器、反射镜、第二N电极和第二P电极起到了有效保护。
由于绝缘基座顶部的四周与透明密封盖板之间均设有密封层，密封层粘接于绝缘基座上，透明密封盖板粘接于密封层上，从而进一步提高了绝缘基座与透明密封盖板之间的密封和防水效果，且有助于提高透明密封盖板在绝缘基座上的固定效果。
由于光斑整形器包括设置于绝缘基座上的安装座，安装座上设有安装槽，安装槽的两端分别朝向激光器和反射镜；位于安装槽内的安装座上设有第一折射体，第一折射体内设有第二折射体，第二折射体与激光器的出光面对应设置，且第二折射体的折射率大于第一折射体的折射率，从而光线经过高低折射率的第一折射体和第二折射体时，会出现全反射现象（满足
Figure 198727DEST_PATH_IMAGE001
，光线将全反射，其中θ为入射角度，n1为第二折射体的折射率，n2为第一折射体的折射率）；同时，为对光束、光斑进行整形奠定了基础。
由于反射镜为DBR、金属反射镜和玻璃全反射反射镜，从而通过反射镜来提高光线的反射率。
由于绝缘基座为具有高导热系数的散热基座，有助于提高散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为边发射激光器光束的发散示意图；
图2为本发明实施例的结构示意图；
图3为图2中A的放大图；
图4为图2中激光器与光斑整形器配合工作的结构示意图（不含安装座）；
图中，1-绝缘基座；101-第一N电极；102-第二N电极；103-焊线；104-N极通孔；105-第一P电极；106-P极通孔；107-第二P电极；2-激光器；3-光斑整形器；301-安装座；302-第一折射体；303-第二折射体；4-反射镜；5-透明密封盖板；6-密封层；7-边发射激光器；701-出光面；702-发散的光束面。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
为了便于说明，图4中双点划线为光线的折射线，双点划线上箭头所述的方向为折射线的折射方向，实线及箭头为光束的反射方向。
如图2至图4共同所示，一种具有光束整形的激光器表贴封装装置，包括绝缘基座1，该绝缘基座1上设有激光器2（边发射激光器），位于激光器2下游的绝缘基座1上设有光斑整形器3，位于光斑整形器3下游的绝缘基座1上设有反射镜4；该绝缘基座1与激光器2之间设有N极通电结构和P极通电结构。
该N极通电结构包括设置于绝缘基座1下表面上的第一N电极101，与第一N电极101对应位置的绝缘基座1上表面上设有第二N电极102，该第二N电极102与激光器2的N电极之间设有焊线103；与第一N电极101和第二N电极102对应位置的绝缘基座1上设有多个N极通孔104，该N极通孔104内填充有N极导电材料（图中未示出）。
该P极通电结构包括设置于绝缘基座1下表面上的第一P电极105（该第一P电极105与第一N电极101之间设有间距，两者互不干涉），与第一P电极105对应位置的绝缘基座1上表面上设有第二P电极107（该第二P电极107与第二N电极102之间设有间距，两者互不干涉），该激光器2设置于第二P电极107上、且激光器2上的P电极与第二P电极107电连接；与第一P电极105和第二P电极107对应位置的绝缘基座1上设有多个P极通孔106，该P极通孔106内填充有P极导电材料（图中未示出）。
作为优选，该绝缘基座1上设有覆盖激光器2、光斑整形器3、反射镜4、第二N电极102和第二P电极107的透明密封盖板5，在本方案中，该绝缘基座1顶部（即：上表面）的四周与透明密封盖板5之间均设有密封层（如：密封条等）6，该密封层6粘接于绝缘基座1上，该透明密封盖板5粘接于密封层6上。
该光斑整形器3包括设置于绝缘基座1上的安装座301，该安装座301上设有安装槽（图中未示出），该安装槽的两端分别朝向激光器2和反射镜4；位于安装槽内的安装座301上设有第一折射体302，该第一折射体302内设有第二折射体303，该第二折射体303与激光器2的出光面对应设置，且第二折射体303的折射率大于第一折射体302的折射率；在本方案中，该第一折射体302和第二折射体303的形状可以为圆形、方形、椭圆形等形状，以便对光束整形成不同形状的“容貌”。
该反射镜4为DBR反射镜或高反金属反射镜和玻璃全反射反射镜；该绝缘基座1为具有高导热系数的散热基座。
为了便于理解，下述给出了本发明实施例提供的一种具有光束整形的激光器表贴封装装置的工作原理：
在使用中，依次通过第一N电极101、N极导电材料、第二N电极102和N极导电焊线103来对激光器的N极通电，依次通过第一P电极105、P极导电材料和第二P电极107来对激光器的P极通电，进而实现激光器2的通电，激光器产生的光线经折射率不同的一折射体和第二折射体后、再通过反射镜将光线反射出去。采用该装置，实现了各个部件的SMD封装，与传统TO等封装方式相比，体积小，占用空间小，应用场景广泛；同时，能对光斑、光束进行整形，反射出去的光束更加的集中。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种具有光束整形的激光器表贴封装装置，其特征在于，包括绝缘基座，所述绝缘基座上设有激光器，位于所述激光器下游的所述绝缘基座上设有光斑整形器，位于所述光斑整形器下游的所述绝缘基座上设有反射镜；
所述绝缘基座与所述激光器之间设有N极通电结构和P极通电结构。
2.根据权利要求1所述的具有光束整形的激光器表贴封装装置，其特征在于，所述N极通电结构包括设置于所述绝缘基座下表面上的第一N电极，与所述第一N电极对应位置的所述绝缘基座上表面上设有第二N电极，所述第二N电极与所述激光器之间设有材线；
与所述第一N电极和所述第二N电极对应位置的所述绝缘基座上设有多个N极通孔，所述N极通孔内填充有N极导电材料。
3.根据权利要求2所述的具有光束整形的激光器表贴封装装置，其特征在于，所述P极通电结构包括设置于所述绝缘基座下表面上的第一P电极，与所述第一P电极对应位置的所述绝缘基座上表面上设有第二P电极，所述激光器设置于所述第二P电极上；
与所述第一P电极和所述第二P电极对应位置的所述绝缘基座上设有多个P极通孔，所述P极通孔内填充有P极导电材料。
4.根据权利要求3所述的具有光束整形的激光器表贴封装装置，其特征在于，所述绝缘基座上设有覆盖所述激光器、所述光斑整形器、所述反射镜、所述第二N电极和所述第二P电极的透明密封盖板。
5.根据权利要求4所述的具有光束整形的激光器表贴封装装置，其特征在于，所述绝缘基座顶部的四周与所述透明密封盖板之间均设有密封层，所述密封层粘接于所述绝缘基座上，所述透明密封盖板粘接于所述密封层上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的具有光束整形的激光器表贴封装装置，其特征在于，所述光斑整形器包括设置于所述绝缘基座上的安装座，所述安装座上设有安装槽，所述安装槽的两端分别朝向所述激光器和所述反射镜；
位于所述安装槽内的所述安装座上设有第一折射体，所述第一折射体内设有第二折射体，所述第二折射体与所述激光器的出光面对应设置，且所述第二折射体的折射率大于所述第一折射体的折射率。
7.根据权利要求6所述的具有光束整形的激光器表贴封装装置，其特征在于，所述反射镜为DBR或金属反射镜或玻璃全反射反射镜。
8.根据权利要求7所述的具有光束整形的激光器表贴封装装置，其特征在于，所述绝缘基座为具有高导热系数的散热基座。
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