发明内容
为了能够克服现有激光器阵列后期整形复杂的问题,本发明提供了一种圆对称半导体激光器阵列。
根据本发明的圆对称半导体激光器阵列,其包括底座,底座上构造有至少一个环状的屋脊结构,所述至少一个屋脊结构具有同一中心轴;任一屋脊结构的侧面均中心对称地设有半导体激光芯片。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,能够通过中心对称地设有半导体激光芯片的方式,使得激光器阵列的输出光束能够较佳地呈现圆对称特性,能够省去后续整形所采用的柱面透镜,从而使得装配工艺大为简化、制造成本大为降低。本发明打破了传统矩形排布的思维定势,能够通过采用例如cos半导体激光芯片进行圆对称排列,使得虽然单个发光芯片还保持了XY方向发散角差异,但阵列整体发光方式表现为圆对称方式,从而使得后期整形光路大为简洁。
另外,半导体激光芯片能够通过同心圆状的多个屋脊结构设置在底座上,而每一个屋脊结构上设置的多个半导体激光芯片均能够为中心对称的排布,从而较佳地使得排布后的激光光束参数在各个方向上对称。
作为优选,底座内部设有温度传感器,温度传感器用于采集半导体激光芯片的工作温度并对应产生温度信号。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,能够在底座内部设置温度传感器,从而能够较佳地实时检测半导体激光芯片的工作温度,从而能够实时的对激光器阵列的工作状态进行调整,较好地保证了其工作稳定性。
作为优选,底座处设有电气接口,电气接口包括用于向半导体激光芯片供电的供电接口,以及用于读取温度信号的数据接口。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,供电接口能够有多个,而多个半导体激光芯片能够对应供电接口的数量划分为多组,其中每一组的半导体激光芯片均能够串联或并联连接后与不同的供电接口进行连接,从而使得能够通过对不同的供电接口进行供电,而使得本发明的激光器阵列能够以不同的状态进行工作,进而能够较灵活地运用于实际生产中。
作为优选,底座内能够设有例如用于固定屋脊结构的基板,基板内侧设有用于安置半导体激光芯片的电路板。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,能够在电路板上方设置一层基板,基板的设置使得屋脊结构能够较佳地固定在底座上,并且能够较佳地隔离电路板与电路上设置的半导体激光芯片,从而能够起到较佳地保护作用。
作为优选,半导体激光芯片与基板共晶焊接。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,半导体激光芯片能够与基板共晶焊接,从而能够较佳地对半导体激光芯片,保证了半导体激光芯片的工作稳定性。
作为优选,半导体激光芯片与电路板金线连接。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,半导体激光芯片能够与电路板金线连接,从而使得半导体激光芯片能够较佳地与电路板进行电连接。
作为优选,任意相邻半导体激光芯片间的间距为2~5mm。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,任意相邻半导体激光芯片间的间距能够为2~5mm,这种设置在能够获得较佳光强、较佳降低底座体积的同时,还能够较佳地解决相邻半导体激光芯片间的干涉问题以及散热问题。
作为优选,任一屋脊结构均构造成中心对称的多边形。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,屋脊结构能够构造成中心对称的多边形,从而使得屋脊结构每天侧边上均能够较佳地根据需求设置一个或多个半导体激光芯片,从而较佳的简化了装配工艺。
作为优选,相应半导体激光芯片设置于对应屋脊结构的外侧。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,半导体激光芯片能够设于屋脊结构的外侧,从而使得每个屋脊结构上的半导体激光芯片能够较佳的隔离,保证了工作的稳定性。
本发明的圆对称半导体激光器阵列中,通过采用同心环状的屋脊结构对半导体激光芯片进行支撑,使得半导体激光芯片便于安装的同时,还使得能够通过调整屋脊结构的环数而对整体功率进行较佳地调整。
为了能够克服现有激光器阵列后期合光、整形复杂的问题,本发明还提供了一种白光半导体激光器阵列。
根据本发明的白光半导体激光器阵列,其包括底座,底座上构造有至少一个环状的屋脊结构,所述至少一个屋脊结构具有同一中心轴;任一屋脊结构的侧面均中心对称地设有半导体激光芯片,半导体激光芯片包括红光半导体激光芯片,绿光半导体激光芯片,以及蓝光半导体激光芯片。
本发明的白光半导体激光器阵列中,能够通过在一个阵列中按照一定功率比例同时封装红绿蓝三色半导体激光芯片,使得一个半导体激光器阵列可以同时或分时输出RGB激光,经过简单的匀光系统即可较佳地获得适用于显示或照明的白光光源,避免了复杂整形合光系统,使得装配工艺大为简化。
另外,红绿蓝三色半导体激光芯片的排列方式能够采用上述任一种圆对称半导体激光器阵列的排布构造,从而能够带来相同的技术效果。
作为优选,底座内部设有温度传感器,温度传感器用于采集半导体激光芯片的工作温度并对应产生温度信号。
本发明的白光半导体激光器阵列中,能够在底座内部设置温度传感器,从而能够较佳地实时检测半导体激光芯片的工作温度,从而能够实时的对激光器阵列的工作状态进行调整,较好地保证了其工作稳定性。
作为优选,底座处设有电气接口,电气接口包括用于向半导体激光芯片供电的供电接口,以及用于读取温度信号的数据接口。
作为优选,红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片以及蓝光半导体激光芯片分别采用不同的供电接口单独供电。
本发明的白光半导体激光器阵列中,供电接口能够有多个,而半导体激光芯片能够对应于供电接口的数量而分为多组,其中,任一组中的半导体激光芯片能够为相同颜色的半导体激光芯片,从而能够通过对不同的供电接口进行供电,而较佳地获得不同的激光。
作为优选,底座内设有用于固定屋脊结构的基板,基板内侧设有用于安置半导体激光芯片的电路板。
作为优选,半导体激光芯片与基板共晶焊接。
作为优选,半导体激光芯片与电路板金线连接。
作为优选,任意相邻半导体激光芯片间的间距为2~5mm。
作为优选,红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片、以及蓝光半导体激光芯片的数量比为1:0.86:0.52。
本发明的白光半导体激光器阵列中,红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片、以及蓝光半导体激光芯片的功率比较佳的为1:0.86:0.52,此种功率比使得其在具备较佳地散热性能的同时,也使得其在共同工作时能够获得较佳色温的白色激光。
本发明的白光半导体激光器阵列,打破了单色芯片封装的思维定势,能够通过采用例如三色COS芯片混装封装的方式,达到一个激光器阵列同时或者分时输出红绿蓝三色激光的能力,省略了后续整形合光系统,结构大大简化。在进行芯片封装时,能够相间的封装三色激光芯片,红绿蓝芯片的数量能够按照所需白光色温不同而采用不同的比值。本发明的白光半导体激光器阵列直接应用于投影光机时,无需进行整形合束,直接进入匀光光路,极大的简化了光路结构。
另外,本发明的白光半导体激光器阵列中,所有半导体激光芯片还能够采用例如现有的矩形封装阵列、蝶形封装阵列、TO封装等方式进行封装。
为了能够克服现有激光器阵列用于匀光管时需要复杂整形系统的问题,本发明还提供了一种自发光激光匀光管。
根据本发明的自发光激光匀光管,其包括通过连接支架连接为一体的匀光管本体和阵列激光器,阵列激光器包括底座,底座近匀光管本体侧构造有至少一个环状的屋脊结构,所述至少一个屋脊结构具有同一中心轴,任一屋脊结构的侧面均中心对称地设有半导体激光芯片,半导体激光芯片包括红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片以及蓝光半导体激光芯片。
本发明的自发光激光匀光管中,其阵列激光器能够采用上述任一种白光半导体激光器阵列,并能够带来相应的技术效果。同时,也是因为阵列激光器采用上述任一种白光半导体激光器阵列的结构,使得输的激光无需进行复杂的合光、整形,从而能够直接进入匀光管中,实现匀光处理。从而能够较佳地省去阵列激光器与匀光管间的调节整形装置,从而较佳的简化了整个投影光路。
作为优选,底座内部设有温度传感器,温度传感器用于采集半导体激光芯片的工作温度并对应产生温度信号。
作为优选,底座处设有电气接口,电气接口包括用于向半导体激光芯片供电的供电接口。
作为优选,红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片以及蓝光半导体激光芯片分别采用不同的供电接口单独供电。
本发明的自发光激光匀光管中,每个颜色的半导体激光芯片均能够分为多组并单独供电,从而能够较佳地获得不同色温的白光。
作为优选,电气接口还包括用于读取温度信号的数据接口。
作为优选,底座内设有用于固定屋脊结构的基板,基板内侧设有用于安置半导体激光芯片的电路板。
作为优选,半导体激光芯片与基板共晶焊接,半导体激光芯片与电路板金线连接。
作为优选,红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片以及蓝光半导体激光芯片的功率比为1:0.86:0.52。
作为优选,任意相邻半导体激光芯片间的间距为2~5mm。
本发明的自发光激光匀光管中,任意相邻半导体激光芯片间的间距能够为2~5mm,这种设置在能够获得较佳光强、较佳降低底座体积的同时,还能够较佳地解决相邻半导体激光芯片间的干涉问题以及散热问题。
本发明的自发光激光匀光管中,匀光管本体能够根据具体需求而设计为空心光管或者实心光管,而根据投影芯片的尺寸比例不同,匀光管本体的出光面可以设计为4:3和16:9两种比例,同时阵列激光器也能够根据光管4:3和16:9进行相适应的排布封装,从而能够较佳的保证匀光管的输出光的较佳光均匀性。
为了能够克服现有激光器阵列体积较大且不利于光学元件标准化、小型化发展等问题,本发明还提供了一种集成激光芯片。
根据本发明的集成激光芯片,其包括构造成框状的壳体,壳体下端开口处设有介质基片,壳体上端开口处设有透明的输出窗口;介质基片处布设有连接线路,介质基片上方阵列有与连接线路连接的且发光面正对输出窗口的半导体激光器芯片;介质基片处还引出有引脚,引脚用于通过连接线路向半导体激光器芯片供电。
本发明的集成激光芯片中,能够将多个半导体激光器芯片集成在一个芯片内,从而较佳地实现了激光器件的微小型化,同时具备较佳地可靠性,使得激光芯片的标准化程度得到较佳的提升。通过本发明的集成激光芯片,使得激光芯片能够如同集成电路芯片一样,作为标准的光学元件,光学工程师可以如同电子工程师一样,从标准零件库中选择所需的集成式激光芯片,直接插在专用的PCB电路板上使用,从而极大地推进了光学元件标准化的发展。
本发明的集成激光芯片中,介质基片能够采用具备良好散热能力和绝缘能力的材料制成,从而能够较佳提升其工作稳定性。
作为优选,介质基片上方设有用于支撑半导体激光器芯片的支撑结构。
作为优选,支撑结构包括至少一个环状的屋脊结构,所述至少一个屋脊结构具有同一中心轴,任一屋脊结构的侧面均中心对称地设有半导体激光芯片。
本发明的集成激光芯片中,其支撑结构能够采用上述任意一种同心环状的屋脊结构,从而能够带来相应的技术效果,而半导体激光芯片能够采用中心对称的方式进行排布,从而能够获得具备较佳圆对称特性的激光,进而能够省去复杂的光路整形系统,降低其制造难度,获得较小的体积。
作为优选,输出窗口的材料为玻璃或高透光塑料材质。
本发明的集成激光芯片中,输出窗口的材料能够为例如玻璃或高透光塑料材质,从而使得激光能够较佳地输出。
作为优选,输出窗口的材料为平面玻璃或表面经二元光学处理的玻璃。
本发明的集成激光芯片中,输出窗口的材料能够为平面玻璃或表面经二元光学处理的玻璃,从而使得激光能够较佳地输出。
作为优选,半导体激光芯片包括红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片以及蓝光半导体激光芯片。
本发明的集成激光芯片中,半导体激光芯片能够包括红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片以及蓝光半导体激光芯片,从而能够较佳地同时或分时输出不同的激光,使得其应用范围更加广泛。
作为优选,红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片以及蓝光半导体激光芯片分别采用不同的引脚单独供电。
作为优选,红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片以及蓝光半导体激光芯片的功率比为1:0.86:0.52。
本发明的集成激光芯片中,红光半导体激光芯片、绿光半导体激光芯片、以及蓝光半导体激光芯片的功率比较佳的为1:0.86:0.52,此种功率比使得其在具备较佳地散热性能的同时,也使得其在共同工作时能够获得较佳色温的白色激光。
本发明的集成激光芯片中,介质基片处还能够封装入保护电路,从而能够较佳地对半导体激光器芯片进行保护。而封装外壳能够为圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。