CN201430344Y - 一种激光器 - Google Patents

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梁蕃华
龚辉
苏远汉
黄志平
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JIANGSU KINZO OPTO-ELECTRONIC INSTRUMENT CO., LTD.
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Abstract

本实用新型涉及半导体激光二极管技术领域，特别涉及到激光二极管封装的改进。一种激光器，包括有管座，管座的三条管脚上连接有APC模块，管座内的管舌上封装有半导体激光二极管管芯，功率探测器封装在半导体激光二极管管芯下方，管座上还封装有发热元件。管座上临近半导体激光二极管管芯处还封装有温度探测器，激光器上设有温度控制模块，所述温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。本实用新型封装体积小，成本低，结构简单，热元件及温度探测器直接封装在同一管座上，功耗低，激光二极管管芯工作环境温度控制精度高，工作时输出波长恒定，装配简单，可靠性高，适合大批量自动化生产。

Description

一种激光器
技术领域
本实用新型涉及半导体激光二极管技术领域，特别涉及到激光二极管封装的改进。
背景技术
半导体激光二极管以其体积小、重量轻、价格低、寿命长、耗电少及频率可快速调谐等优点，被广泛应用于诸多高科领域。激光二极管的工作波长与其工作温度、注入电流之间有着强烈的依赖关系。半导体激光二极管对温度变化十分敏感，几个摄氏度变化都会导致半导体激光二极管光波长的波动。
现有技术中常见的激光器主要有通过泵浦倍频技术产生绿光或蓝光的激光器和产生若干种离散波长的激光器。产生若干种离散波长的激光器的结构参见图1，其包括功率探测器101，半导体激光二极管管芯102，管座103，APC模块104，功率探测器101封装在半导体激光二极管管芯下方；半导体激光二极管管芯102封装在管座103管舌上；APC模块104连接到管座上的三条管脚上，由APC模块104驱动半导体激光二极管管芯102光输出，并利用功率控测器101反馈光输出能量，由APC模块104来控制光输出能量大小。
以半导体激光二极管为泵浦源的绿光激光器与蓝光激光器的结构如图3所示，其包括半导体激光二极管管芯组件201，管座202，APC模块203，激光增益介质与光学倍频晶体组件204，滤波片或输出镜205，功率探测器206，分光片207，由APC模块203驱动半导体激光二极管管芯201激光输出，并利用功率控测器206反馈激光输出功率，由APC模块304来控制激光输出功率大小，通过激光增益介质与光学倍频晶体组件204后形成绿光及蓝光，由滤波片或输出镜205过滤掉除绿光以外的光或通过输出镜输出蓝光，由分光片207将一部分激光输出功率反射到功率探测器206，工作模式在常温下绿光激光器、蓝光激光器都能工作正常。
但是，现有普通标准半导体激光二极管的封装在低温下作为泵浦源不能正常使用，而采用独立的温控系统还存在成本高，结构复杂，功耗高，不能自动化大批量生产等缺陷。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种功耗小，可靠性高且能在低温环境下正常工作的激光器。
为解决上述技术问题，本实用新型的实现的一种技术方案是：
一种激光器，包括有管座，管座的三条管脚上连接有APC模块，管座内的管舌上封装有半导体激光二极管管芯，功率探测器封装在半导体激光二极管管芯下方，管座上还封装有发热元件。
为了便于控制发热元件工作，对上述技术方案进行改进，管座上临近半导体激光二极管管芯处还封装有用于检测管座内温度的温度探测器，激光器上设置有温度控制模块，所述温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。
上述技术方案中所述的温度探测器也可以安装在管座外的激光器上，用于检测环境温度，激光器上设置有温度控制模块，所述温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。
为解决上述技术问题，本实用新型的实现的另外一种技术方案是
一种激光器，包括有管座，管座的三条管脚上连接有APC模块，管座内的管舌上封装有半导体激光二极管管芯，激光增益介质与光学倍频晶体组件装配在半导体激光二极管管芯的前方，激光增益介质与光学倍频晶体组件的上方安装有滤波片或输出镜；滤波片或输出镜的上方设置有分光片，分光片的侧面安装有功率探测器，所述的管座上还设有发热元件。
为了便于控制发热元件工作，对上述技术方案进行改进，管座上临近半导体激光二极管管芯处还封装有用于检测管座内温度的温度探测器，激光器上设置有温度控制模块，所述温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。
上述技术方案中所述的温度探测器也可以安装在管座外的激光器上，用于检测环境温度，激光器上设置有温度控制模块，所述温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。
本实用新型相比现有技术具有以下显著效果；
本实用新型封装体积小，成本低，结构简单，热元件及温度探测器直接封装在同一管座上，功耗低，激光二极管管芯工作环境温度控制精度高，工作时输出波长恒定，装配简单，可靠性高，适合大批量自动化生产。
附图说明
图1是现有技术的半导体激光二极管封装后应用的结构图；
图2是本实用新型实施例1的结构示意图；
图3是现有技术的半导体激光二极管封装后应用另一结构图；
图4是本实用新型实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图通过实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
参见图2，一种激光器，包括有管座102，管座的三条管脚上连接有APC模块104，管座内的管舌上封装有半导体激光二极管管芯102，功率探测器101封装在半导体激光二极管管芯下方，为了保证半导体激光二极管管芯102在低温环境下能正常工作，在管座中增加一个发热元件106，为了更好的控制发热元件工作，在激光器上也设置一个温度控制模块107，实际应用中可以把温度控制模块与APC模块104设置在一起形成激光器的控制模块。发热元件由温度控制模块107控制在一定温度条件下开始工作，发热元件可以是发热电阻、发热电子陶瓷、电热管等。管座上还封装有温度探测器105，温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接，并由温度控制模块控制发热元件发热工作。
激光器工作时，由APC模块驱动半导体激光二极管管芯激光输出，并利用功率控测器反馈激光输出功率，由APC模块来控制光功率输出功率大小；由温度探测器在半导体激光二极管芯组件工作时探测管座的温度后传输到温度控制器模块，由温度控制器模块处理数据后控制发热元件的不工作或是工作电流大小来恒定管座的环境温度。从而有效的保证激光二极管的工作环境温度。
本实施例中的温度探测器是设置在激光器管座内的，实际应用中可以把温度探测器安装在管座外，来检测环境温度，根据环境温度的变化由温度控制模块控制发热元件工作。
实施例2
本实施例是对半导体激光二极管为泵浦源的绿光激光器与蓝光激光器的结构改进，同实施例1类似也在激光器管座上增加发热元件及其温控系统。具体改进结构参见图4，该种激光器，包括有管座202，管座的三条管脚上连接有APC模块210，管座内的管舌上封装有半导体激光二极管管芯201，激光增益介质与光学倍频晶体组件204装配在半导体激光二极管管芯201的前方，激光增益介质与光学倍频晶体组件204的上方安装有滤波片或输出镜205；滤波片或输出镜的上方与装配主轴呈夹角关系设置分光片207，分光片的侧面安装有功率探测器。
发热元件208封装在管座管舌的根部，管座上临近半导体激光二极管管芯201处还封装有温度探测器209，为了更好的控制发热元件工作，在激光器上也设置一个温度控制模块107，实际应用中可以把温度控制模块210与APC模块设置在一起形成激光器的控制模块。发热元件由温度控制模块210控制在一定温度条件下开始工作，温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。激光器工作时，由APC模块驱动半导体激光二极管管芯激光输出，并利用功率控测器反馈激光输出功率，由APC模块来控制激光输出功率大小；由温度探测器在半导体激光二极管芯组件工作时探测管座的温度后传输到温度控制器模块，由温度控制器模块处理数据后控制发热元件的不工作或是工作电流大小来恒定管座的温度。
本实施例中的温度探测器是设置在激光器管座内的，实际应用中可以把温度探测器安装在管座外，来检测环境温度，根据环境温度的变化由温度控制模块控制发热元件工作。
上述实施例是本实用新型的具体优选实施方式，除此之外，本实用新型还可以有其他实现方式。也就是说，在没有脱离本实用新型构思的前提下，任何显而易见的替换也应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种激光器，包括有管座(102)，管座的三条管脚上连接有APC模块(104)，管座内的管舌上封装有半导体激光二极管管(102)，功率探测器(101)封装在半导体激光二极管管芯下方，其特征在于：所述的管座上还封装有发热元件(106)。
2、根据权利要求1所述的激光器，其特征在于：所述的管座上临近半导体激光二极管管(102)处还封装有用于检测管座内温度的温度探测器(105)，激光器上设置有温度控制模块(107)，所述温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。
3、根据权利要求1所述的激光器，其特征在于：所述管座外的激光器上设置有用于检测环境温度的温度探测器，激光器上设置有温度控制模块(107)，所述温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。
4、一种激光器，包括有管座(202)，管座的三条管脚上连接有APC模块(210)，管座内的管舌上封装有半导体激光二极管管芯(201)，激光增益介质与光学倍频晶体组件(204)装配在半导体激光二极管管芯(201)的前方，激光增益介质与光学倍频晶体组件(204)的上方安装有滤波片或输出镜(205)；滤波片或输出镜的上方设置有分光片(207)，分光片的侧面安装有功率探测器，其特征在于：所述的管座上还设有发热元件(208)。
5、根据权利要求4所述的激光器，其特征在于：所述的管座上临近半导体激光二极管管芯(201)处还封装有用于检测管座内温度的温度探测器(209)，激光器上设置有温度控制模块(210)，所述温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。
6、根据权利要求4所述的激光器，其特征在于：所述管座外的激光器上设置有用于检测环境温度的温度探测器，激光器上设置有温度控制模块(107)，所述温度控制模块与发热元件、温度探测器相连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106785825A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 深圳市大京大科技有限公司 一种半导体泵浦固体激光器
CN107171177A (zh) * 2017-07-11 2017-09-15 厦门市芯诺通讯科技有限公司 一种集etalon滤波器的激光器及其组装方法
CN115249941A (zh) * 2021-11-20 2022-10-28 衢州学院 一种半导体激光器的温度控制系统和方法

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