CN2896617Y

CN2896617Y - 一种大功率半导体激光器

Info

Publication number: CN2896617Y
Application number: CN 200620041624
Authority: CN
Inventors: 李大明; 黄哲; 廖新胜; 杨林; 张军
Original assignee: ENNAI LASER TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co Ltd
Current assignee: ENNAI LASER TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co Ltd
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-05-02
Anticipated expiration: 2016-05-09

Abstract

本实用新型公开的一种大功率半导体激光器，包括热沉和激光器阵列条，其特征在于：所述热沉为多面体，在所述多面体内沿其一个方向设有贯通整个多面体的通道；所述激光器阵列条固定在与该方向平行的一个面上，在与该面相邻的至少一个面上固定有导电层；导电层与激光器阵列条电性连接。本实用新型的大功率半导体激光器在矩形体的热沉中设置有流通面积较大的通道，使的通道不容易被堵塞，而且可以采用软水，也就是工业用水来冷却热沉，降低了激光器的运行成本。

Description

一种大功率半导体激光器

技术领域

本实用新型涉及半导体光电子技术领域，特别是一种大功率半导体激光器。

背景技术

高功率半导体激光器迭阵以其广阔的应用前景和巨大的潜在市场而成为各国竞相追逐的热点。目前高功率半导体激光器迭阵所面临的主要问题是激光器的低性能，即激光器的功率、效率、可靠性和稳定性、一致性差等问题，这在很大程度上限制了其实际应用。激光器的性能除跟外延材料有关以外，还跟激光器的散热、封装有关。要获得高稳定性、高可靠性、高功率半导体激光器迭阵就必须设计制作高质量激光阵列条和高效散热结构，同时为了便于广泛应用，封装结构必须简单、高效、低成本。

目前在热沉中设计的散热结构一般采用微通道循环冷却水的散热结构，微通道的通流截面积很小，因此为了保证微通道不被堵塞，一般冷却用水为蒸馏水，这样造成冷却成本偏高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种热沉中冷却通道的通流面积大，可使用一般软水进行冷却的大功率半导体激光器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种大功率半导体激光器，包括热沉和激光器阵列条，其特征在于：所述热沉为多面体，在所述多面体内沿其一个方向设有贯通整个多面体的通道；所述激光器阵列条固定在与该方向平行的一个面上，在与该面相邻的至少一个面上固定有导电层；导电层与激光器阵列条电性连接。

所述热沉为一横截面为多边形的柱状体，沿柱状体的轴向设有贯通整个柱状体的通道。

所述激光器阵列条由一个以上的激光器阵列单元构成。

所述激光器阵列条由复数个激光器阵列单元串连构成。

所述激光器阵列单元包含两导电部件和夹于两导电部件之间的发光芯片。

在本实用新型中，有一部分激光器单元上的导电部件与一个面上的导电层电性连接，另一部分激光器单元上的导电部件与另一个面上的导电层电性连接。

所述导电层包含一可附着在热沉上的绝缘部件以及附着在绝缘部件上的导电构件构成。

所述导电构件包含有成一定夹角的至少两个以上的导电面，在所述激光器阵列单元上的导电部件与导电层的导电构件一个导电面连接的面上，开设有一与所述导电面相适应的凹槽。

所述凹槽的深度与所述导电面的厚度相一致。以保证导电面与激光器阵列条的导电部件接触的一面平整，提高本实用新型的激光器的光学性能。

为了保证两个导电面在与激光器阵列条的导电部件和绝缘部件接触时的平整性，提高激光器光学性能，其中一个导电面分成脱离的两部分，一部分为搭片，另一部分为搭边，所述搭边与另一个导电面成一定夹角连为一体，所述搭片可搭接在所述搭边与所述光器阵列单元上的导电部件上的凹槽内。

为了将外界冷却水源接入所述矩形体内的通道中，在通道的两端设置有接头。

为了提高冷却效果，解决激光器的功率、效率、可靠性和稳定性、一致性差等问题，所述通道可以直通道，也可以是回转式通道或者是曲折式通道。

本实用新型的多个大功率半导体激光器可以进行任意形式的组合，如由三个组合成一三角形的激光器，由四个组合成矩形的激光器，以至有多个组合成多边形的激光器。或者几个功率半导体激光器串联起来使用构成一泵浦激光器。

本实用新型的大功率半导体激光器在多面体的热沉中设置有流通面积较大的通道，使的通道不容易被堵塞，而且可以采用软水，也就是工业用水来冷却热沉，降低了激光器的运行成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

图1为本实用新型的大功率半导体激光器一种状态的立体结构示意图；

图2为本实用新型的激光器阵列单元的一种导电部件的结构示意图；

图3为本实用新型的激光器阵列单元的另一种导电部件的结构示意图；

图4为本实用新型的导电层的一种导电构件的结构示意图；

图5为本实用新型的导电层的另一种导电构件的结构示意图；

图6为本实用新型的导电层的搭片结构示意图；

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。

附图1所示的一种大功率半导体激光器，包括热沉1和激光器阵列条2，热沉1为一由铜基材料制成的多面体，该多面体优选为一横截面为多边形的柱状体，如本具体实施例附图所示的矩形体，当然也可以为横截面为平行四边形、菱形、五边形、六边形柱状体等等。

在矩形体内沿其纵轴向设有一贯通整个矩形体的通道11；该通道11为可以是直通道，也可以是回转式通道或者是曲折式通道。本具体实施方式为直通道，且通道11的流通面积比常规的微通道要大，这样使得通道11不容易被堵塞，而且可以采用软水，也就是工业用水来冷却热沉1，从而降低了激光器的运行成本。

激光器阵列条2由多个激光器阵列单元，如三个激光器阵列单元21、22、23以串联的方式，采用导热导电介质粘接固定在与通道11平行的一个侧面1a上。在与该侧面1a相邻垂直的两个面1b和1c上，也通过导热导电介质粘接固定有绝缘部件31，绝缘部件31为一绝缘板。在绝缘部件31上各通过导热导电介质粘接固定有一块焊接片32，电源线可以焊接在该焊接片32上。

参见图2、图3，每个激光器阵列单元21、22、23均包含两导电部件211、212和夹于两导电部件211、212之间的发光芯片213。发光芯片213可以发出一定功率的激光。

与绝缘部件31一起构成导电层3的导电构件包含两个导电构件32和33，导电构件33的长度为导电构件32长度的一倍以上，导电构件32包含有两个成90°夹角的导电面32a、32b；两个导电构件33包含导电面33a、33b、33c，其中两个导电面33b和33c位于导电面33a同一侧并与导电面33a垂直。

连接时，一个导电构件32的导电面32a与通过导热导电介质粘接固定在面1b上的绝缘部件31上的焊接片32连接，导电构件32的另一个导电面32b与激光器阵列单元21的导电部件211的光学面211a连接；激光器阵列单元21的导电部件212的光学面212a与一个导电构件33的一个导电面33b连接，导电构件33的一个导电面33a通过导热导电介质粘接固定在面1c的绝缘部件31上，导电构件33的一个导电面33c与激光器阵列单元22的导电部件212的光学面212a连接；激光器阵列单元22的导电部件211的光学面211a与另一个导电构件33的一个导电面33b连接，另一个导电构件33的一个导电面33a通过导热导电介质粘接固定在面1b上的绝缘部件31上，另一个导电构件33的一个导电面33c与激光器阵列单元23的导电部件211的光学面211a连接；激光器阵列单元23的导电部件212的光学面212a与另一个导电构件32的导电面32b连接，另一个导电构件33的导电面32a与通过导热导电介质粘接固定在面1c上的绝缘部件31上的焊接片32连接。通过上述连接，形成了激光器的电路连接。

参看图1、图2、图3、图4、图5、图6，两个导电构件32上的导电面32b和两个导电构件33上的导电面33b和33c均分成脱离的两部分，一部分为搭片32aa、33ba、33ca，另一部分为搭边32ab、33bb、33cb，搭边32ab与导电构件32上的导电面32a相互垂直并连为一整体，搭边33bb、33cb与导电构件33上的导电面33a相互垂直并连为一整体。

在激光器阵列单元21、22、23的导电部件211、212的光学面211a和212a上均开有凹槽211b和212b，凹槽211b和212b，凹槽211b和212b的深度与搭片32aa、33ba、33ca相一致，当两个导电构件32和两个导电构件33的搭片32aa、33ba、33ca搭接在其搭边32ab、33bb、33cb和激光器阵列单元21、22、23的导电部件211、212的凹槽211b和212b内时，要保证搭片32aa、33ba、33ca的上表面与激光器阵列单元21、22、23的导电部件211、212上的光学面211a和212a一样平，以获得较好的光学性能。

两个导电构件32上的导电面32b和两个导电构件33上的导电面33b和33c均分成脱离的两部分，可以使导电构件32上的导电面32a和导电构件33上的导电面32a很好地能够与绝缘部件31很好地贴合，同时有可以使搭片32aa、33ba、33ca与激光器阵列单元21、22、23的导电部件211、212的凹槽211b和212b更好地贴合。提高本实用新型的大功率半导体激光器电学性能。

为了将外界冷却水源接入所述矩形体内的通道11中，在通道11的两端设置有接头12。

上述大功率半导体激光器可以由多个进行任意形式的组合，如由三个组合成一三角形的激光器，由四个组合成矩形的激光器，以至有多个组合成多边形的激光器。或者几个功率半导体激光器串联起来使用构成一泵浦激光器。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1、一种大功率半导体激光器，包括热沉和激光器阵列条，其特征在于：所述热沉为多面体，在所述多面体内沿其一个方向设有贯通整个多面体的通道；所述激光器阵列条固定在与该方向平行的一个面上，在与该面相邻的至少一个面上固定有导电层；导电层与激光器阵列条电性连接。

2、根据权利要求1所述激光器，其特征在于，所述热沉为一横截面为多边形的柱状体，沿柱状体的轴向设有贯通整个柱状体的通道。

3、根据权利要求1所述激光器，其特征在于，所述激光器阵列条由一个以上的激光器阵列单元构成。

4、根据权利要求3所述激光器，其特征在于，所述激光器阵列条由复数个激光器阵列单元串连构成。

5、根据权利要求3所述激光器，其特征在于，所述激光器阵列单元包含两导电部件和夹于两导电部件之间的发光芯片。

6、根据权利要求3所述激光器，其特征在于，有一部分激光器阵列单元上的导电部件与一个面上的导电层电性连接，另一部分激光器阵列单元上的导电部件与另一个面上的导电层电性连接。

7、根据权利要求6所述激光器，其特征在于，所述导电层包含一可附着在热沉上的绝缘部件以及附着在绝缘部件上的导电构件构成。

8、根据权利要求6所述激光器，其特征在于，所述导电构件包含有成一定夹角的至少两个以上的导电面，在所述激光器阵列单元上的导电部件与导电层的导电构件一个导电面连接的面上，开设有一与所述导电面相适应的凹槽。

9、根据权利要求8所述激光器，其特征在于，所述凹槽的深度与所述导电面的厚度相一致。

10、根据权利要求8所述激光器，其特征在于，其中一个导电面分成脱离的两部分，一部分为搭片，另一部分为搭边，所述搭边与另一个导电面成一定夹角连为一体，所述搭片可搭接在所述搭边与所述光器阵列单元上的导电部件上的凹槽内。

11、根据权利要求1所述激光器，其特征在于，在所述通道的两端设置有接头。

12、根据权利要求1所述激光器，其特征在于，所述通道为直通道。

13、根据权利要求1所述激光器，其特征在于，所述通道为回转式通道。

14、根据权利要求1所述激光器，其特征在于，所述通道为曲折式通道。

15、根据权利要求1所述激光器，其特征在于，所述大功率半导体激光器可以由多个进行任意形式的组合。