專利名稱：一種半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合技術(shù)，特別是指一種大功率半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合裝置，屬于激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器具有電光轉(zhuǎn)換效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，使得它的應(yīng)用變得越來越廣泛。但是，隨著半導(dǎo)體激光器功率的不斷提高，功率密度不斷增大，散熱及壽命問題成了影響半導(dǎo)體激光器，特別是大功率半導(dǎo)體激光器發(fā)展的關(guān)鍵問題。如何解決大功率半導(dǎo)體激光器的壽命問題成了目前研究的一個熱點(diǎn)?？繜醾鲗?dǎo)冷卻的半導(dǎo)體激光巴條，器件的壽命決定于發(fā)光單元自身的壽命，為4 萬小時；但是靠熱傳導(dǎo)冷卻的半導(dǎo)體激光巴條，受冷卻方式的限制，不能垂直疊加來增加激光功率，因此這種巴條的特點(diǎn)是壽命長，功率低。在傳統(tǒng)工藝中，為了提高半導(dǎo)體激光器的功率，是將半導(dǎo)體激光器的巴條進(jìn)行密排，做成面陣，采用微通道冷卻。這種方式減小了半導(dǎo)體激光器的體積，提高了功率，但同時也降低的半導(dǎo)體激光器的壽命。半導(dǎo)體激光器微通道熱沉冷卻普遍采用五層具有不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)熱矩形無氧銅薄片組合在一起構(gòu)成微通道的結(jié)構(gòu)，每層的厚度在0. 2 0. 3mm 之間。微通道結(jié)構(gòu)本身參與導(dǎo)電，必須采用去離子水冷卻，去離子水對無氧銅薄片具有一定的腐蝕性，導(dǎo)致器件的壽命降為2萬小時，因此，采用微通道冷卻方式在提高輸出功率的同時降低了器件的壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服傳統(tǒng)方法影響器件壽命的缺點(diǎn)，提供一種將半導(dǎo)體激光器陣列復(fù)合耦合裝置。本實(shí)用新型在提高半導(dǎo)體激光器功率的同時，提高了器件的壽命。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合裝置，包括N個熱傳導(dǎo)冷卻的激光巴條1，N個條狀反射
鏡2，N個反射鏡固定架3。N為大于1的整數(shù)，具體值需要通過公式# =計(jì)算得
出，Qslow代表所用激光巴條在慢軸方向的光參數(shù)乘積，Qfast代表所用激光巴條在快軸方向的光參數(shù)乘積。本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合裝置，其特征在于該裝置由N 個熱傳導(dǎo)冷卻的激光巴條，N個條狀反射鏡和N個反射鏡固定架組成；N為大于1的整數(shù)；N個相同的熱傳導(dǎo)冷卻的激光巴條均水平放置，且N個相同的激光巴條之間相互平行放置，高度方向等間距排列；在每個熱傳導(dǎo)冷卻的激光巴條的傳播方向上都放置一個反射鏡固定架，N個反射鏡固定架之間相互平行；所述的反射鏡固定架形狀為在一個長方體中等間距掏空N個長方體，僅在反射鏡固定架與對應(yīng)激光巴條高度一致的位置固定一片條狀反射鏡，其余N-I個位置為空；所述的條狀反射鏡，表面鍍有針對激光巴條發(fā)出激光波長的反射膜，長度大于激光巴條所發(fā)射激光在慢軸方向的長度，使慢軸方向的光能夠被反射鏡完全反射，高度方向大于激光巴條所發(fā)射的經(jīng)過快軸準(zhǔn)直的激光的寬度，使快軸方向的光能夠被反射鏡完全反射；反射鏡固定架與激光的傳播方向呈30° 45°角度放置。所述的激光巴條，其特征在于采用熱傳導(dǎo)冷卻方式，包括發(fā)光單元、正負(fù)電極、快慢軸準(zhǔn)直鏡、傳導(dǎo)熱沉。所述的反射鏡固定架結(jié)構(gòu)為目字形狀，即在長方體中等間距掏空N個長方體，其間距大小與N個巴條之間的間距相等，N個長方體在高度方向與N個巴條高度對應(yīng)，僅在反射鏡固定架與對應(yīng)激光巴條高度一致的位置固定一片條狀反射鏡，其余N-I個位置為空。 反射鏡固定架特征在于用于固定條狀反射鏡，條狀反射鏡固定在反射鏡固定架的特定位置，使得從某個激光巴條發(fā)射過來的激光被條狀反射鏡反射，而從其他激光巴條發(fā)射的激光從反射鏡的上面或下面透過。本實(shí)用新型通過反射鏡，將水平位置不同，高度不同的光束，復(fù)合耦合成水平位置相同，高度均勻排列半導(dǎo)體激光陣列。本實(shí)用新型的裝置，采用多個熱傳導(dǎo)冷卻的激光巴條，與傳統(tǒng)的以微通道冷卻方式提高激光器功率的方法相比，在不降低激光輸出功率的情況下，提高了半導(dǎo)體激光器的整體壽命，可以達(dá)到4萬小時以上；相對于單個的熱傳導(dǎo)冷卻方式，在不降低壽命的情況下，提高了半導(dǎo)體激光器的功率。

圖1大功率半導(dǎo)體激光巴條；圖2條狀反射鏡；圖3反射鏡固定架；圖4半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合裝置等軸測視圖圖5半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合裝置俯視圖圖6半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合裝置側(cè)視圖圖中1、激光巴條；2、條狀反射鏡；3、反射鏡固定架；4、光路；5、發(fā)光單元；6、快慢軸準(zhǔn)直鏡；7、熱傳導(dǎo)熱沉；8、負(fù)電極；9、正電極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，具體說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式本實(shí)施例采用相同的如圖1所示的5個激光巴條，即N = 5。5個激光巴條水平放置，并且相互之間平行，具有相同的波長，相同的偏振方向，相同的傳播方向，任意相鄰兩個巴條在高度方向等間距，如圖4 圖6所示。在每個激光巴條的傳播方向上都放置一個如圖3所示的反射鏡固定架，反射鏡固定架上預(yù)留5個條狀反射鏡固定位置。但僅在與對應(yīng)激光巴條高度一致的位置固定一片條狀反射鏡，其余4個位置為空，不放鏡片，如圖4所示。反射鏡固定架與激光的傳播方向呈45°放置，條狀反射鏡表面鍍有對應(yīng)激光波長的高反射膜，固定在反射鏡固定架上，高度與光路上對應(yīng)的激光巴條的高度一致，條狀反射鏡的大小以能夠?qū)?yīng)光路上的光剛好完全反射為宜。通過45 °反射鏡，將水平位置不同，高度不同的光束，復(fù)合耦合成水平位置相同， 高度均勻排列半導(dǎo)體激光陣列。 本實(shí)施例采用5個熱傳導(dǎo)冷卻的激光巴條，比傳統(tǒng)的以微通道冷卻方式提高激光器功率的方法相比，將激光器的壽命提高到4萬小時以上；相對于單個的熱傳導(dǎo)冷卻方式的激光巴條，本實(shí)施例在不降低壽命的情況下，使激光器的總輸出功率提高了 5倍。
權(quán)利要求1. 一種半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合裝置，其特征在于該裝置由N個激光巴條，N個條狀反射鏡和N個反射鏡固定架組成；N為大于1的整數(shù)；N個相同的激光巴條均水平放置，且N個相同的激光巴條之間相互平行放置，高度方向等間距排列；在每個激光巴條的傳播方向上都放置一個反射鏡固定架，N個反射鏡固定架之間相互平行；所述的反射鏡固定架形狀為在一個長方體中等間距掏空N個長方體，僅在反射鏡固定架與對應(yīng)激光巴條高度一致的位置固定一片條狀反射鏡，其余N-I個位置為空；所述的條狀反射鏡，表面鍍有針對激光巴條發(fā)出激光波長的反射膜，長度大于激光巴條所發(fā)射激光在慢軸方向的長度，使慢軸方向的光能夠被反射鏡完全反射，高度方向大于激光巴條所發(fā)射的經(jīng)過快軸準(zhǔn)直的激光的寬度，使快軸方向的光能夠被反射鏡完全反射； 反射鏡固定架與激光的傳播方向呈30° 45°角度放置。
專利摘要一種半導(dǎo)體激光陣列復(fù)合耦合裝置屬于激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。該裝置由N個激光巴條，N個條狀反射鏡和N個反射鏡固定架組成；N為大于1的整數(shù)；N個相同的熱傳導(dǎo)冷卻的激光巴條均水平放置，且N個相同的激光巴條之間相互平行放置，高度方向等間距排列；在每個熱傳導(dǎo)冷卻的激光巴條的傳播方向上都放置一個反射鏡固定架，N個反射鏡固定架之間相互平行；所述的反射鏡固定架形狀為在一個長方體中等間距掏空N個長方體，僅在反射鏡固定架與對應(yīng)激光巴條高度一致的位置固定一片條狀反射鏡，其余N-1個位置為空；反射鏡固定架與激光的傳播方向呈30°～45°角度放置。本裝置在不降低壽命的情況下，提高了半導(dǎo)體激光器的功率。
文檔編號G02B7/182GK201946876SQ201020669990
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者劉友強(qiáng), 堯舜, 曹銀花, 王智勇 申請人:山西飛虹激光科技有限公司