CN216251620U - 一种多波长cos阵列激光器 - Google Patents

Abstract

一种多波长COS阵列激光器，涉及COS半导体激光器技术领域，解决了现有COS阵列激光器体积较大的问题，包括COS阵列模块，所述COS阵列模块包括正电极片、负电极片、弧形排列COS模组、热沉，所述弧形排列COS模组、正电极片和负电极片均安装在热沉的上表面上，弧形排列COS模组连接正电极片和负电极片，弧形排列COS模组包括多个COS模块，一个弧形排列COS模组的所有COS模块的发射光呈会聚状态。本实用新型每个COS模块的发射角能到充分利用，快速短距离的得到均匀性好的光斑，多波长COS阵列激光器整体结构尺寸小，适用范围广，尤其适合用于手持式的激光相关装置中，主要应用于激光美容等领域。

Description

一种多波长COS阵列激光器

技术领域

本实用新型涉及COS半导体激光器技术领域，具体涉及一种多波长COS阵列激光器。

背景技术

随着人们精致生活的追求，小型化方便化成为很多装置发展的趋势。对于激光美容等领域的手持式激光相关装置中，需要更小体积的多波长COS阵列激光器以使得手持装置更加便携、便于手持，然而现今激光美容等领域手持式激光相关装置中的多波长COS阵列激光器的体积较大，因此需求一个体积较小的多波长COS阵列激光器。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种多波长COS阵列激光器。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种多波长COS阵列激光器，包括COS阵列模块，所述COS阵列模块包括正电极片、负电极片、弧形排列COS模组、热沉，所述弧形排列COS模组、正电极片和负电极片均安装在热沉的上表面上，弧形排列COS模组连接正电极片和负电极片，弧形排列COS模组包括多个COS模块，同一个弧形排列COS模组中不同COS模块的发射光的中心波长不同，一个弧形排列COS模组的所有COS模块的发射光呈会聚状态。

作为优选：

所述弧形排列COS模组发射激光的波长在700-1060nm范围内，一个弧形排列COS模组的所有COS模块顺次串联。

所述一个弧形排列COS模组中所有COS模块的发射光均朝向直线L，直线L为该弧形排列COS模组的弧形中间点与该弧形排列COS模组的弧形圆心点连线所在的直线。

所述COS模块的发射光与竖直面的夹角为α，一个弧形排列COS模组中相邻COS模块对应的α相差6°～8°，所述竖直面垂直于COS模块所在热沉的上表面，且直线L在竖直面上。

所述一个弧形排列COS模组中相邻COS模块对应的α相差7°。

所述热沉前端面包括多个子前端面，多个子前端面和多个COS模块数量相同且一一对应设置，子前端面和与其对应的COS模块的前端面共面。

所述多波长COS阵列激光器还包括透射光栅镜片，所述透射光栅镜片位于COS模块的前方，照射到透射光栅镜片后表面的COS模块发射光互不交叉。

所述COS阵列模块的数量为2个，2个所述COS阵列模块一上一下设置且对称设置，所述多波长COS阵列激光器还包括指示激光发射器和散热组件，指示激光发射器能够发出2个COS阵列模块发射激光的指示光，散热组件能够为COS阵列模块和激光发射器散热。

所述散热组件包括2个第一散热座、1个第二散热座和1个风扇，2个所述第一散热座和2个COS阵列模块一一对应设置，第一散热座连接与其对应COS阵列模块的热沉，第一散热座连接第二散热座的前端面，风扇连接第二散热座的后端面，指示激光发射器安装在第二散热座上，通过风扇和第二散热座能够为指示激光发射器散热，通过风扇、第二散热座和第一散热座能够为COS阵列模块散热。

所述第一散热座的端面连接第二散热座前端面，第一散热座上设有COS阵列模块的安装通道，安装通道连接COS阵列模块的热沉，第一散热座和第二散热座的外侧壁上设有散热齿，散热齿沿前后方向设置，第二散热座上的散热齿对应2个第一散热座上的散热齿设置。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种多波长COS阵列激光器，通过弧形排列的多个COS模块使得每个光源COS模块的发射角能到充分利用，且多波长COS阵列激光器得到的光斑均匀性好，快速短距离的得到均匀性好的光斑，多波长COS阵列激光器整体结构尺寸小；普通的电源适配器即可为COS阵列模块供电，也可以直接配合锂电池组使用；COS阵列模块可以根据需求采用不用波长的COS模块焊接而成，根据应用需求容易制作出所需波长的COS阵列激光器。本实用新型一种多波长COS阵列激光器适用范围广，尤其适合用于手持式的激光相关装置中，主要应用于激光美容等领域。

附图说明

图1为本实用新型的一种多波长COS阵列激光器的COS阵列模块结构示意图。

图2为本实用新型的一种多波长COS阵列激光器的COS阵列模块爆炸图。

图3为本实用新型的一种多波长COS阵列激光器的COS模块的爆炸图。

图4为本实用新型的一种多波长COS阵列激光器的整体结构图。

图5为本实用新型的一种多波长COS阵列激光器的图4的爆炸结构图。

图中：1、COS阵列模块，2、弧形排列COS模组，3、COS模块，4、正电极片，5、负电极片，6、热沉，7、子前端面，8、上第一散热座，9、下第一散热座，10、第二散热座，11、散热齿，12、TO激光器二极管，13、风扇，14、透射光栅镜片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

一种多波长COS阵列激光器，包括COS阵列模块1，如图1和图2所示，COS阵列模块1包括一个正电极片4、一个负电极片5、弧形排列COS模组2、一个热沉6。弧形排列COS模组2包括N个COS模块3，N为大于2的整数，N个COS模块3呈弧形排成一列。COS模块3、正电极片4和负电极片5均安装在热沉6的上表面上，COS模块3连接正电极片4和负电极片5。弧形排列COS模组2能够发出多波长激光，同一个弧形排列COS模组2中不同COS模块3所发射激光的中心波长不同。一个弧形排列COS模组2的所有COS模块3的发射光呈会聚状态。

一个弧形排列COS模组2的所有COS模块3的发射光呈会聚状态，具体为：一个弧形排列COS模组2中所有COS模块3的发射光均朝向直线L，直线L为该弧形排列COS模组2的弧形中间点与该弧形排列COS模组2的弧形圆心点连线所在的直线，也就是一个弧形排列COS模组2这一弧线的对称轴为直线L。热沉6上表面所在平面为水平面，竖直面垂直于水平面，直线L在竖直面上，COS模块3的发射光与竖直面的夹角为α，一个弧形排列COS模组2中相邻COS模块3对应的α相差6°～8°，优选的为7°。本实施方式中一个弧形排列COS模组2中相邻COS模块3之间的距离相等，且一个弧形排列COS模组2中相邻COS模块3之间的α相差7°。COS模块3发射激光的波长在700-1060nm范围内。

正电极片4和负电极片5均包括绝缘板和导电层，在绝缘板上表面上镀有导电层，通常是由绝缘材料表面用覆铜镀金工艺制造，绝缘材料为陶瓷、电木板等绝缘材料，正电极片4和负电极片5的成本低廉。正电极片4的导电层不连接负电极片5的导电层，正电极片4和负电极片5上可设有固定孔位，可通过固定孔位和定位销连接在热沉6上，绝缘板接触连接热沉6。COS模块3电连接正电极片4，COS模块3电连接负电极片5，正电极片4和负电极片5采用金线的方式与N个COS模块3的正负极相连接，再外接到外部电路中，一个弧形排列COS模组2的所有COS模块3排成一列顺次串联，通过位于列一端的COS模块3连接正电极片4的导电层，通过位于列另一端的COS模块3连接负电极片5的导电层。

热沉6为高导热率的纯铜镀金，COS模块3通过高温硬焊料焊接在热沉6上表面，此处的高温硬焊料的温度应该低于COS模块3中焊接芯片的高温硬焊料温度，能将N个COS模块3在工作时产生的热量快速分布到热沉6，热沉6前端面要加工N个子前端面7，子前端面7通常垂直于水平面，N个COS模块3和N个子前端面7一一对应，COS模块3的前端面和与其对应的子前端面7位于同一平面上，N个子前端面7顺次倾斜设置且相邻子前端面7之间的夹角为7°，通过设置N个子前端面7能够直接确定COS模块3之间的夹角，方便COS模块3焊接在热沉6这一操作的快速完成。基于这一形态的热沉6，方便多波长COS阵列激光器的加工制作。通过N个COS模块3间夹角、子前端面7夹角的这一设置，利于有效的将N个COS模块3的光源通过发散角均匀的分布在位于多波长COS阵列激光器前方的透镜上。

COS模块3为芯片与高导热绝缘片加上高温硬焊料在回流炉中焊接而成，COS模块3的结构如图3所示，芯片为瓦级单管砷化镓半导体芯片，高导热绝缘片的材料为导热且绝缘的材料，一般高导热绝缘片为氮化铝陶瓷片或石墨片，在高导热绝缘片的表面与底面采用覆铜镀金的工艺，形成上下两焊接面，一面与芯片焊接，另一面与热沉6焊接。

一种多波长COS阵列激光器包括透射光栅镜片14，透射光栅镜片14位于COS模块3的前方，COS模块3的发射光能够照射到透射光栅镜片14后表面上，照射到透射光栅镜片14后表面上的COS模块3发射光互不交叉，相邻COS模块3的发射光照射到透射光栅镜片14后表面上时不交叉、不重叠。

一种多波长COS阵列激光器包括2个COS阵列模块1，2个COS阵列模块1相对于对称面A对称设置，对称面A平行于水平面，2个COS阵列模块1一上一下设置，通常一个弧形排列COS模组2中的不同COS模块3所发射激光的中心波长不同，也可以所有COS模块3所发射激光的中心波长不同。2个COS阵列模块1的芯片的间距为5mm，COS模块3的快轴发散角35°左右，慢轴发散角为10°左右。

一种多波长COS阵列激光器包括指示激光发射器，指示激光发射器采用TO激光器二极管12，TO激光器二极管12为毫瓦极激光。通过设有指示激光发射器，方便多波长COS阵列激光器使用时定位。指示激光发射器安装在2个COS阵列模块1之间，位于2个COS阵列模块1的中心位置，指示激光发射器的发射光作为2个COS阵列模块1的指示光，为多波长cos阵列的照射范围与照射位置做为指示光源。

一种多波长COS阵列激光器还包括散热组件，散热组件为风冷式散热组件。如图4和图5，散热组件包括2个第一散热座，第一散热座连接COS阵列模块1，2个第一散热座一一对应2个COS阵列模块1、作为对应的COS阵列模块1的散热装置，2个第一散热座分被称为上第一散热座8和下第一散热座9。

上述散热组件还包括第二散热座10和风扇13，第二散热座10连接指示激光发射器、上第一散热座8、下第一散热座9和风扇13，第二散热座10位于第一散热座的后侧，风扇13位于第二散热座10的后侧。

透射光栅镜片14位于COS阵列模块1和指示激光发射器的前方，透射光栅镜片14安装在第一散热座上，指示激光发射器和所有COS模块3的发射光均能够入射到透射光栅镜片14上，经过透射光栅镜片14发射出去。透射光栅镜片14采用石英玻璃或其他高透材料制成，透射光栅镜片14作为本实用新型的保护镜片，其单面镀有防反射层，防止光逆向(逆向为与COS阵列模块1发射方向相反的方向)照射到COS模块3和指示激光发射器上面，保证多波长COS阵列激光器的芯片寿命，透射光栅镜片14能够过滤掉不需要的波段，保留700-1060nm的波段，穿透率＞99％。透射光栅镜片14的光栅图案为条形，条形的长度方向垂直于水平面，COS模块3的发射光照射到透射光栅镜片14上互不交叉，光源的进线不重叠，且均匀的照射到透射光栅镜片14上，使得透射光栅镜片14的光线均匀，光线的快轴方向和慢轴方向都能够均匀分布。

第一散热座的前后两端面中一个端面用于安装透射光栅镜片14、另一端面连接第二散热座10前端面，第二散热座10后端面连接风扇13，第二散热座10前端面也可连接COS阵列模块1的热沉6，用螺丝与热沉6侧面相连接。第一散热座采用铝或者铜铝合金材料，第二散热座10采用纯铜或其他高导热材料制成，第二散热座10与第一散热座中间涂抹导热硅脂，尽可能的将热沉6热量导到第二散热座10中。第一散热座的外侧壁即侧面上都设有散热齿11，第二散热座10的外侧壁上也设有散热齿11，散热齿11沿前后方向设置，两相邻散热齿11之间的间隙构成散热风道，第二散热座10的散热风道对应上第一散热座8和下第一散热座9上的散热风道设置，第二散热座10的散热风道和第一散热座上的散热风道相通。第一散热座的侧面设有COS阵列模块1的安装通道，COS阵列模块1的热沉6连接安装通道，用导热硅脂将COS阵列模块1采用定位销定位安装后，用螺丝固定锁死，保证热传导的传导率。第一散热座和第二散热座10通常为长方体形，第一散热座的上下侧面中的一侧面设有COS阵列模块1的安装槽，上下侧面中另外一侧面、左侧面和右侧面均设有多个散热齿11，散热齿11的长度方向为前后方向。上第一散热座8和下第一散热座9相对于对称面A对称设置，上第一散热座8连接下第一散热座9。第二散热座10的上下左右四个侧面均设有散热齿11，其散热齿11的长度方向也为前后方向。风扇13的风通过第二散热座10的散热风道传输至第一散热座的散热风道，通过风扇13、散热风道和散热齿11为COS阵列模块1降温。

本实用新型一种多波长COS阵列激光器，通过弧形排列的多个COS模块3使得每个光源COS模块3的发射角能到充分利用，且多波长COS阵列激光器得到的光斑均匀性好，快速短距离的得到均匀性好的光斑，多波长COS阵列激光器整体结构尺寸小；普通的电源适配器即可为COS阵列模块1供电，也可以直接配合锂电池组使用；COS阵列模块1可以根据需求采用不用波长的COS模块3焊接而成，根据应用需求容易制作出所需波长的COS阵列激光器。本实用新型一种多波长COS阵列激光器适用范围广，尤其适合用于手持式的激光相关装置中，主要应用于激光美容等领域。

本实用新型中应用的COS模块3可采用激光泵源耦合工艺中不能使用的低功率的COS模块3，对于激光产品生产型公司能够节约企业成本。

现有COS阵列激光器为单管阵列，采用的多芯片封装在一个氮化铝片上，针对现有大功率的激光设备例如激光脱毛仪，需要低电压高电流的供电方式且采用水冷结构。本实用新型设置双COS阵列模块1，每个COS阵列模块1中的COS模块3串联，使得电流电压值均相对较低；通过散热组件不再采用水冷结构同时能够满足散热需求，简化了结构，制作时封装工艺简单，得到一种小型风冷式激光器。通过设置双COS阵列模块1，提高可维修度，不至于一个芯片损坏就全部报废，可更换损坏芯片所对应的COS阵列模块1，且更换操作简单，使得多波长COS阵列激光器的能够且便于维修。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，包括COS阵列模块(1)，所述COS阵列模块(1)包括正电极片(4)、负电极片(5)、弧形排列COS模组(2)、热沉(6)，所述弧形排列COS模组(2)、正电极片(4)和负电极片(5)均安装在热沉(6)的上表面上，弧形排列COS模组(2)连接正电极片(4)和负电极片(5)，弧形排列COS模组(2)包括多个COS模块(3)，同一个弧形排列COS模组(2)中不同COS模块(3)的发射光的中心波长不同，一个弧形排列COS模组(2)的所有COS模块(3)的发射光呈会聚状态。

2.如权利要求1所述的一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，所述弧形排列COS模组(2)发射激光的波长在700-1060nm范围内，一个弧形排列COS模组(2)的所有COS模块(3)顺次串联。

3.如权利要求1所述的一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，所述一个弧形排列COS模组(2)中所有COS模块(3)的发射光均朝向直线L，直线L为该弧形排列COS模组(2)的弧形中间点与该弧形排列COS模组(2)的弧形圆心点连线所在的直线。

4.如权利要求3所述的一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，所述COS模块(3)的发射光与竖直面的夹角为α，一个弧形排列COS模组(2)中相邻COS模块(3)对应的α相差6°～8°，所述竖直面垂直于COS模块(3)所在热沉(6)的上表面，且直线L在竖直面上。

5.如权利要求4所述的一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，所述一个弧形排列COS模组(2)中相邻COS模块(3)对应的α相差7°。

6.如权利要求4所述的一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，所述热沉(6)前端面包括多个子前端面(7)，多个子前端面(7)和多个COS模块(3)数量相同且一一对应设置，子前端面(7)和与其对应的COS模块(3)的前端面共面。

7.如权利要求1所述的一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，所述多波长COS阵列激光器还包括透射光栅镜片(14)，所述透射光栅镜片(14)位于COS模块(3)的前方，照射到透射光栅镜片(14)后表面的COS模块(3)发射光互不交叉。

8.如权利要求1所述的一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，所述COS阵列模块(1)的数量为2个，2个所述COS阵列模块(1)一上一下设置且对称设置，所述多波长COS阵列激光器还包括指示激光发射器和散热组件，指示激光发射器能够发出2个COS阵列模块(1)发射激光的指示光，散热组件能够为COS阵列模块(1)和激光发射器散热。

9.如权利要求8所述的一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，所述散热组件包括2个第一散热座、1个第二散热座(10)和1个风扇(13)，2个所述第一散热座和2个COS阵列模块(1)一一对应设置，第一散热座连接与其对应COS阵列模块(1)的热沉(6)，第一散热座连接第二散热座(10)的前端面，风扇(13)连接第二散热座(10)的后端面，指示激光发射器安装在第二散热座(10)上，通过风扇(13)和第二散热座(10)能够为指示激光发射器散热，通过风扇(13)、第二散热座(10)和第一散热座能够为COS阵列模块(1)散热。

10.如权利要求9所述的一种多波长COS阵列激光器，其特征在于，所述第一散热座的端面连接第二散热座(10)前端面，第一散热座上设有COS阵列模块(1)的安装通道，安装通道连接COS阵列模块(1)的热沉(6)，第一散热座和第二散热座(10)的外侧壁上设有散热齿(11)，散热齿(11)沿前后方向设置，第二散热座(10)上的散热齿(11)对应2个第一散热座上的散热齿(11)设置。

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