CN112821185B - 半导体激光器及半导体激光器侧泵模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体激光器及半导体激光器侧泵模块，属于激光器技术领域，包括绝缘水冷板、多个激光器单元、正极引出板、负极引出板和固定组件。正极引出板穿设于绝缘水冷板与正电极板之间且设有两个连通孔，具有第一露出部，沿预设方向的第二个至最后一个第一露出部上设有凸出的串联部。负极引出板贴合设于负电极板上，具有第二露出部，沿预设方向的第一个至倒数第二个第二露出部与沿预设方向相邻的串联部贴合。固定组件与绝缘水冷板夹紧所有的正极引出板、激光器单元和负极引出板。本发明提供的半导体激光器及半导体激光器侧泵模块，能够避免将激光器单元穿入空腔内并调整激光器单元的角度导致激光器单元安装起来较为费力的问题。

Description

半导体激光器及半导体激光器侧泵模块

技术领域

本发明属于激光器技术领域，更具体地说，是涉及一种半导体激光器及半导体激光器侧泵模块。

背景技术

在现有的半导体激光器中，通过绝缘水冷板对多个激光器单元进行水冷，绝缘水冷板的侧面设有呈直线设置且相互平行的进水通道和出水通道，进水通道上沿进水通道的长度方向设有多个出水孔，出水通道上沿出水通道的长度方向设有多个入水孔，出水孔和入水孔成对设置，每对出水孔和入水孔对应一个激光器单元，激光器单元上设有两个流通孔，激光器单元上还设有用于两个流通孔之间连通的散热孔，两个流通孔分别与对应的出水孔和入水孔对正，激光器单元包括朝向绝缘水冷板的正电极板、背离绝缘水冷板的负电极板、位于正电极板与负电极板之间的绝缘板以及激光器芯片，激光器芯片的正极与正电极板相连、负极与负电极板相连。现有的半导体激光器中设有多个Z形的级联电极片，Z形的级联电极片用于将两个相邻的激光器单元串联，Z形的级联电极片的一端插入其中一个激光器单元的负电极板与绝缘水冷板之间，另一端贴合另一个激光器单元的正电极板，在安装的过程中，需要将大部分的激光器单元穿入Z形的级联电极片与绝缘水冷板之间形成的空腔内并调整激光器单元的角度，使得激光器单元的两个流通孔分别与对应的出水孔和入水孔对正，导致激光器单元安装起来较为费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体激光器及半导体激光器侧泵模块，旨在解决将激光器单元穿入空腔内并调整激光器单元的角度导致激光器单元安装起来较为费力的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种半导体激光器，包括设有进水通道和出水通道的绝缘水冷板、多个激光器单元，多个所述激光器单元沿预设的方向间隔设置，还包括正极引出板、负极引出板和固定组件。正极引出板为对应所述激光器单元的多个，穿设于所述绝缘水冷板与对应的所述激光器单元的正电极板之间且设有两个连通孔，具有位于对应的所述激光器单元一侧且远离对应的所述激光器单元的出光面的第一露出部，两个所述连通孔分别与对应的所述激光器单元的两个流通孔对正，沿预设方向的第二个至最后一个所述第一露出部上设有凸出的串联部。负极引出板为对应所述激光器单元的多个，贴合设于对应的所述激光器单元的负电极板上且封闭对应的两个流通孔，具有位于对应的所述激光器单元一侧且远离对应的所述激光器单元的出光面的第二露出部，沿预设方向的第一个至倒数第二个所述第二露出部与沿预设方向相邻的所述串联部贴合。固定组件与所述绝缘水冷板连接，用于与所述绝缘水冷板配合从两侧夹紧所有的所述正极引出板、所述激光器单元和所述负极引出板。

作为本申请另一实施例，所述第一露出部具有第一豁口，所述第一豁口朝向沿预设方向相邻的所述第一露出部，所述第一豁口用于容纳沿预设方向相邻的所述串联部。

作为本申请另一实施例，所述第二露出部设有第二豁口，所述第二豁口朝向沿预设方向反向相邻的所述第二露出部，所述第二豁口使得所述串联部与沿预设方向相邻的所述第二露出部之间具有避让空间。

作为本申请另一实施例，所述半导体激光器还包括负极连接板。负极连接板与所述激光器单元位于所述绝缘水冷板的同一侧，与所述绝缘水冷板贴合固定，设有凸出的连接部，所述连接部用于支撑固定沿预设方向的最后一个所述第二露出部。

作为本申请另一实施例，沿预设方向的第一个所述第一露出部连接有引出部，所述引出部与所述绝缘水冷板固定连接。

作为本申请另一实施例，所述半导体激光器还包括准直透镜。准直透镜呈沿预设方向设置的长条形，与所述绝缘水冷板固定连接，覆盖所有的所述激光器单元的出光面。

作为本申请另一实施例，所述半导体激光器还包括反光防护板。反光防护板的呈L形结构，与所述绝缘水冷板固定连接，具有相垂直的第一部与第二部，所述第一部与所述绝缘水冷板背离所述激光器单元的表面贴合，所述第二部与所述准直透镜位于所述激光器单元的同一侧且与对应的所述绝缘水冷板的表面贴合。

作为本申请另一实施例，所述负极引出板覆盖对应的所述激光器单元的激光器芯片，所述负极引出板具有朝向对应的所述负电极板且用于与对应的所述负电极板贴合的凸出部，所述凸出部用于使所述负极引出板与对应的所述激光器芯片之间具有间隙。

作为本申请另一实施例，所述固定组件的数量为对应所述激光器单元的多组，所述固定组件包括压紧块和夹紧螺栓。压紧块贴合设于对应的所述负极引出板上。夹紧螺栓的螺杆穿透对应的所述压紧块、所述负极引出板、所述激光器单元、所述正极引出板并穿入所述绝缘水冷板且与所述绝缘水冷板螺纹连接。

本发明提供的半导体激光器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明半导体激光器，安装时，先在绝缘水冷板上将所有的正极引出板排好，并将正极引出板的两个连通孔分别与进水通道的出水孔和出水通道的入水孔对正，然后在所有的正极引出板上放置激光器单元，使得激光器单元的两个流通孔与对应的两个连通孔对正，再然后在所有的激光器单元上放置负极引出板，最后将固定组件与绝缘板连接，使得固定组件与绝缘水冷板配合从两侧夹紧所有的正极引出板、激光器单元和负极引出板。由于是通过一层层的放置零部件进行组装，所以能够避免将激光器单元穿入空腔内并调整激光器单元的角度导致激光器单元安装起来较为费力的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种半导体激光器侧泵模块，设有多个上述的半导体激光器，所述半导体激光器侧泵模块还包括晶体棒，多个所述半导体激光器绕所述晶体棒均布，所有的所述半导体激光器的预设方向与所述晶体棒平行，所有的所述激光器单元均用于垂直照射所述晶体棒。

本发明提供的半导体激光器侧泵模块的有益效果在于：与现有技术相比，本发明半导体激光器侧泵模块，由于设有上述的半导体激光器，所以能够避免将激光器单元穿入空腔内并调整激光器单元的角度导致激光器单元安装起来较为费力的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的半导体激光器的轴测结构示意图1；

图2为图1中的局部A的放大结构示意图；

图3为本发明实施例提供的半导体激光器的轴测结构示意图2；

图4为本发明实施例提供的半导体激光器的主视剖视结构示意图；

图5为图4中的局部B的放大结构示意图；

图6为本发明实施例提供的半导体激光器的轴测结构示意图3；

图7为本发明实施例提供的半导体激光器中的绝缘水冷板的轴测结构示意图；

图8为本发明实施例提供的半导体激光器中的激光器单元的轴测结构示意图；

图9为本发明实施例提供的半导体激光器中设有引出部的正极引出板的轴测结构示意图；

图10为本发明实施例提供的半导体激光器中设有串联部的正极引出板的轴测结构示意图；

图11为本发明实施例提供的半导体激光器中的负极连接板的轴测结构示意图；

图12为本发明实施例提供的半导体激光器侧泵模块中的晶体棒与半导体激光器的位置关系的示意图。

图中：1、绝缘水冷板；11、进水通道；111、出水孔；12、出水通道；121、入水孔；2、激光器单元；21、正电极板；22、负电极板；201、流通孔；23、激光器芯片；24、绝缘板；3、正极引出板；31、连通孔；32、第一露出部；321、串联部；322、第一豁口；323、引出部；4、负极引出板；41、第二露出部；411、第二豁口；42、凸出部；5、固定组件；51、压紧块；52、夹紧螺栓；6、负极连接板；61、连接部；7、准直透镜；8、反光防护板；81、第一部；82、第二部；9、晶体棒。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5以及图7至图10，现对本发明提供的半导体激光器进行说明。所述半导体激光器，包括设有进水通道11和出水通道12的绝缘水冷板1、多个激光器单元2，多个激光器单元2沿预设的方向间隔设置，还包括正极引出板3、负极引出板4和固定组件5。正极引出板3为对应激光器单元2的多个，穿设于绝缘水冷板1与对应的激光器单元2的正电极板21之间且设有两个连通孔31，具有位于对应的激光器单元2一侧且远离对应的激光器单元2的出光面的第一露出部32，两个连通孔31分别与对应的激光器单元2的两个流通孔201对正，沿预设方向的第二个至最后一个第一露出部32上设有凸出的串联部321。负极引出板4为对应激光器单元2的多个，贴合设于对应的激光器单元2的负电极板22上且封闭对应的两个流通孔201，具有位于对应的激光器单元2一侧且远离对应的激光器单元2的出光面的第二露出部41，沿预设方向的第一个至倒数第二个第二露出部41与沿预设方向相邻的串联部321贴合。固定组件5与绝缘水冷板1连接，用于与绝缘水冷板1配合从两侧夹紧所有的正极引出板3、激光器单元2和负极引出板4。

本发明提供的半导体激光器，与现有技术相比，安装时，先在绝缘水冷板1上将所有的正极引出板3排好，并将正极引出板3的两个连通孔31分别与进水通道11的出水孔111和出水通道12的入水孔121对正，然后在所有的正极引出板3上放置激光器单元2，使得激光器单元2的两个流通孔201与对应的两个连通孔31对正，再然后在所有的激光器单元2上放置负极引出板4，最后将固定组件5与绝缘板24连接，使得固定组件5与绝缘水冷板1配合从两侧夹紧所有的正极引出板3、激光器单元2和负极引出板4。由于是通过一层层的放置零部件进行组装，所以能够避免将激光器单元2穿入空腔内并调整激光器单元2的角度导致激光器单元2安装起来较为费力的问题。

在本实施例中，可以将水沿进水通道11的直线流动方向作为预设方向，负极引出板4与串联部321的贴合用于实现相邻两个激光器单元2的串联。水从进水通道11的出水孔111流入与出水孔111对正的连通孔31、流通孔201，然后通过对应的散热孔流入对应的另一个流通孔201，最后通过与此流通孔201对正的连通孔31和入水孔121流入出水通道12。进水通道11和出水通道12可以设置在绝缘水冷板1的两个相对的侧面上，这样可以实现较小的水阻以及较大的换热系数。绝缘水冷板1采用特种工程塑料。正极引出板3和负极引出板4采用无氧铜、紫铜或钨铜材料。出水孔111与正极引出板3的对接处、入水孔121与正极引出板3的对接处，连通孔31与对应的激光器单元2的对接处、流通孔201与对应的负极引出板4的对接处均设有O形密封圈，从而防止水从上述对接处逸出。安装时，激光器单元2的正电极板21与正极引出板3贴合，激光器单元2的负电极板22与负极引出板4贴合。激光器单元2的正电极板21与负电极板22之间设有绝缘板24。

作为本发明提供的半导体激光器的一种具体实施方式，请参阅图3、图9和图10，第一露出部32具有第一豁口322，第一豁口322朝向沿预设方向相邻的第一露出部32，第一豁口322用于容纳沿预设方向相邻的串联部321。这样可以方便串联部321与对应的负极引出板4贴合，使得结构比较紧凑。在本实施例中，还可以通过螺栓将相贴合的串联部321、第二露出部41与绝缘水冷板1固定，从而保证串联部321与对应的第二露出部41之间的贴合效果。

作为本发明提供的半导体激光器的一种具体实施方式，请参阅图3，第二露出部41设有第二豁口411，第二豁口411朝向沿预设方向反向相邻的第二露出部41，第二豁口411使得串联部321与沿预设方向相邻的第二露出部41之间具有避让空间，从而防止同一个激光器单元2对应的串联部321和负极引出板4之间发生短路。

作为本发明提供的半导体激光器的一种具体实施方式，请参阅图1和图11，半导体激光器还包括负极连接板6。负极连接板6与激光器单元2位于绝缘水冷板1的同一侧，与绝缘水冷板1贴合固定，设有凸出的连接部61，连接部61用于支撑固定沿预设方向的最后一个第二露出部41。这样可以防止沿预设方向的最后一个负极引出板4折弯。在本实施例中，预设方向的最后一个第二露出部41可以借助螺栓与连接部61以及绝缘水冷板1固定连接，负极连接板6并可以借助螺栓与绝缘水冷板1固定连接。负极连接板6可以采用无氧铜、紫铜或钨铜材料，这样相当于负极连接板6是整个半导体激光器的负极，负极连接板6上的螺栓可以套设OT型接线端子并可以通过OT型接线端子与其它的电路电连接。

作为本发明提供的半导体激光器的一种具体实施方式，请参阅图3，沿预设方向的第一个第一露出部32连接有引出部323，引出部323与绝缘水冷板1固定连接，防止沿预设方向的第一个正极引出板3折弯。在本实施例中，引出部323可以借助螺栓与绝缘水冷板1固定连接，引出部323上的螺栓可以套设OT型接线端子并可以通过OT型接线端子与其它的电路电连接。

作为本发明提供的半导体激光器的一种具体实施方式，请参阅图1和图3，半导体激光器还包括准直透镜7。准直透镜7呈沿预设方向设置的长条形，与绝缘水冷板1固定连接，覆盖所有的激光器单元2的出光面。透镜用来将所有的激光器单元2的快轴光场进行压缩。一般的激光器单元2的快轴发散角为全角大于60°的高斯分布，通过该准直透镜7可以将该发散角压缩到1°至60°之间的任意角度来适用应用环境。

作为本发明提供的半导体激光器的一种具体实施方式，请参阅图6，半导体激光器还包括反光防护板8。反光防护板8的呈L形结构，与绝缘水冷板1固定连接，具有相垂直的第一部81与第二部82，第一部81与绝缘水冷板1背离激光器单元2的表面贴合，第二部82与准直透镜7位于激光器单元2的同一侧且与对应的绝缘水冷板1的表面贴合。反光防护板8能够将反馈回绝缘水冷板1的激光部分反射，防止反馈回绝缘水冷板1的激光将绝缘水冷板1烧毁。反光防护板8采用金属材质。

作为本发明提供的半导体激光器的一种具体实施方式，请参阅图2，负极引出板4覆盖对应的激光器单元2的激光器芯片23，负极引出板4具有朝向对应的负电极板22且用于与对应的负电极板22贴合的凸出部42，凸出部42用于使负极引出板4与对应的激光器芯片23之间具有间隙，从而对激光器芯片23进行防护。

作为本发明提供的半导体激光器的一种具体实施方式，请参阅图3，固定组件5的数量为对应激光器单元2的多组，固定组件5包括压紧块51和夹紧螺栓52。压紧块51贴合设于对应的负极引出板4上。夹紧螺栓52的螺杆穿透对应的压紧块51、负极引出板4、激光器单元2、正极引出板3并穿入绝缘水冷板1且与绝缘水冷板1螺纹连接。通过夹紧螺栓52与绝缘水冷板1的螺纹连接，压紧块51和绝缘水冷板1配合从两侧夹紧对应的负极引出板4、激光器单元2以及正极引出板3。在本实施例中，压紧块51可以采用无氧铜、紫铜或钨铜材料。

本发明还提供一种半导体激光器侧泵模块。请参阅图12，所述半导体激光器侧泵模块设有多个上述的半导体激光器，半导体激光器侧泵模块还包括晶体棒9，多个半导体激光器绕晶体棒9均布，所有的半导体激光器的预设方向与晶体棒9平行，所有的激光器单元2均用于垂直照射晶体棒9。由于设有上述的半导体激光器，所以能够避免将激光器单元2穿入空腔内并调整激光器单元2的角度导致激光器单元2安装起来较为费力的问题。所有的半导体激光器的通水和供电可以通过机械结构进行整合。半导体激光器的进水通道11和出水通道12可以通过O形密封圈与其它的水路进行密封连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.半导体激光器，包括设有进水通道和出水通道的绝缘水冷板、多个激光器单元，多个所述激光器单元沿预设的方向间隔设置，其特征在于，还包括：

正极引出板，为对应所述激光器单元的多个，穿设于所述绝缘水冷板与对应的所述激光器单元的正电极板之间且设有两个连通孔，具有位于对应的所述激光器单元一侧且远离对应的所述激光器单元的出光面的第一露出部，两个所述连通孔分别与对应的所述激光器单元的两个流通孔对正，沿预设方向的第二个至最后一个所述第一露出部上设有凸出的串联部；

负极引出板，为对应所述激光器单元的多个，贴合设于对应的所述激光器单元的负电极板上且封闭对应的两个流通孔，具有位于对应的所述激光器单元一侧且远离对应的所述激光器单元的出光面的第二露出部，沿预设方向的第一个至倒数第二个所述第二露出部与沿预设方向相邻的所述串联部贴合；以及

固定组件，与所述绝缘水冷板连接，用于与所述绝缘水冷板配合从两侧夹紧所有的所述正极引出板、所述激光器单元和所述负极引出板；

所述第一露出部具有第一豁口，所述第一豁口朝向沿预设方向相邻的所述第一露出部，所述第一豁口用于容纳沿预设方向相邻的所述串联部；

所述第二露出部设有第二豁口，所述第二豁口朝向沿预设方向反向相邻的所述第二露出部，所述第二豁口使得所述串联部与沿预设方向相邻的所述第二露出部之间具有避让空间。

2.如权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器还包括：

负极连接板，与所述激光器单元位于所述绝缘水冷板的同一侧，与所述绝缘水冷板贴合固定，设有凸出的连接部，所述连接部用于支撑固定沿预设方向的最后一个所述第二露出部。

3.如权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，沿预设方向的第一个所述第一露出部连接有引出部，所述引出部与所述绝缘水冷板固定连接。

4.如权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器还包括：

准直透镜，呈沿预设方向设置的长条形，与所述绝缘水冷板固定连接，覆盖所有的所述激光器单元的出光面。

5.如权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器还包括：

反光防护板，呈L形结构，与所述绝缘水冷板固定连接，具有相垂直的第一部与第二部，所述第一部与所述绝缘水冷板背离所述激光器单元的表面贴合，所述第二部与所述准直透镜位于所述激光器单元的同一侧且与对应的所述绝缘水冷板的表面贴合。

6.如权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述负极引出板覆盖对应的所述激光器单元的激光器芯片，所述负极引出板具有朝向对应的所述负电极板且用于与对应的所述负电极板贴合的凸出部，所述凸出部用于使所述负极引出板与对应的所述激光器芯片之间具有间隙。

7.如权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述固定组件的数量为对应所述激光器单元的多组，所述固定组件包括：

压紧块，贴合设于对应的所述负极引出板上；

夹紧螺栓，螺杆穿透对应的所述压紧块、所述负极引出板、所述激光器单元、所述正极引出板并穿入所述绝缘水冷板且与所述绝缘水冷板螺纹连接。

8.半导体激光器侧泵模块，其特征在于，设有多个如权利要求1-7任一项所述的半导体激光器，所述半导体激光器侧泵模块还包括晶体棒，多个所述半导体激光器绕所述晶体棒均布，所有的所述半导体激光器的预设方向与所述晶体棒平行，所有的所述激光器单元均用于垂直照射所述晶体棒。

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