專利名稱：一種大功率半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種大功率半導(dǎo)體激光器。
背景技術(shù)：
高功率半導(dǎo)體激光器迭陣以其廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場而成為各國競相追逐的熱點。目前高功率半導(dǎo)體激光器迭陣所面臨的主要問題是激光器的低性能，即激光器的功率、效率、可靠性和穩(wěn)定性、一致性差等問題，這在很大程度上限制了其實際應(yīng)用。激光器的性能除跟外延材料有關(guān)以外，還跟激光器的散熱、封裝有關(guān)。要獲得高穩(wěn)定性、高可靠性、高功率半導(dǎo)體激光器迭陣就必須設(shè)計制作高質(zhì)量激光陣列條和高效散熱結(jié)構(gòu)，同時為了便于廣泛應(yīng)用，封裝結(jié)構(gòu)必須簡單、高效、低成本。
目前在熱沉中設(shè)計的散熱結(jié)構(gòu)一般采用微通道循環(huán)冷卻水的散熱結(jié)構(gòu)，微通道的通流截面積很小，因此為了保證微通道不被堵塞，一般冷卻用水為蒸餾水，這樣造成冷卻成本偏高。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種熱沉中冷卻通道的通流面積大，可使用一般軟水進行冷卻的大功率半導(dǎo)體激光器。
本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種大功率半導(dǎo)體激光器，包括熱沉和激光器陣列條，其特征在于所述熱沉為多面體，在所述多面體內(nèi)沿其一個方向設(shè)有貫通整個多面體的通道；所述激光器陣列條固定在與該方向平行的一個面上，在與該面相鄰的至少一個面上固定有導(dǎo)電層；導(dǎo)電層與激光器陣列條電性連接。
所述熱沉為一橫截面為多邊形的柱狀體，沿柱狀體的軸向設(shè)有貫通整個柱狀體的通道。
所述激光器陣列條由一個以上的激光器陣列單元構(gòu)成。
所述激光器陣列條由復(fù)數(shù)個激光器陣列單元串連構(gòu)成。
所述激光器陣列單元包含兩導(dǎo)電部件和夾于兩導(dǎo)電部件之間的發(fā)光芯片。
在本實用新型中，有一部分激光器單元上的導(dǎo)電部件與一個面上的導(dǎo)電層電性連接，另一部分激光器單元上的導(dǎo)電部件與另一個面上的導(dǎo)電層電性連接。
所述導(dǎo)電層包含一可附著在熱沉上的絕緣部件以及附著在絕緣部件上的導(dǎo)電構(gòu)件構(gòu)成。
所述導(dǎo)電構(gòu)件包含有成一定夾角的至少兩個以上的導(dǎo)電面，在所述激光器陣列單元上的導(dǎo)電部件與導(dǎo)電層的導(dǎo)電構(gòu)件一個導(dǎo)電面連接的面上，開設(shè)有一與所述導(dǎo)電面相適應(yīng)的凹槽。
所述凹槽的深度與所述導(dǎo)電面的厚度相一致。以保證導(dǎo)電面與激光器陣列條的導(dǎo)電部件接觸的一面平整，提高本實用新型的激光器的光學(xué)性能。
為了保證兩個導(dǎo)電面在與激光器陣列條的導(dǎo)電部件和絕緣部件接觸時的平整性，提高激光器光學(xué)性能，其中一個導(dǎo)電面分成脫離的兩部分，一部分為搭片，另一部分為搭邊，所述搭邊與另一個導(dǎo)電面成一定夾角連為一體，所述搭片可搭接在所述搭邊與所述光器陣列單元上的導(dǎo)電部件上的凹槽內(nèi)。
為了將外界冷卻水源接入所述矩形體內(nèi)的通道中，在通道的兩端設(shè)置有接頭。
為了提高冷卻效果，解決激光器的功率、效率、可靠性和穩(wěn)定性、一致性差等問題，所述通道可以直通道，也可以是回轉(zhuǎn)式通道或者是曲折式通道。
本實用新型的多個大功率半導(dǎo)體激光器可以進行任意形式的組合，如由三個組合成一三角形的激光器，由四個組合成矩形的激光器，以至有多個組合成多邊形的激光器?；蛘邘讉€功率半導(dǎo)體激光器串聯(lián)起來使用構(gòu)成一泵浦激光器。
本實用新型的大功率半導(dǎo)體激光器在多面體的熱沉中設(shè)置有流通面積較大的通道，使的通道不容易被堵塞，而且可以采用軟水，也就是工業(yè)用水來冷卻熱沉，降低了激光器的運行成本。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步的說明。


圖1為本實用新型的大功率半導(dǎo)體激光器一種狀態(tài)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的激光器陣列單元的一種導(dǎo)電部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的激光器陣列單元的另一種導(dǎo)電部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的導(dǎo)電層的一種導(dǎo)電構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本實用新型的導(dǎo)電層的另一種導(dǎo)電構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型的導(dǎo)電層的搭片結(jié)構(gòu)示意圖；具體實施方式
為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。
附圖1所示的一種大功率半導(dǎo)體激光器，包括熱沉1和激光器陣列條2，熱沉1為一由銅基材料制成的多面體，該多面體優(yōu)選為一橫截面為多邊形的柱狀體，如本具體實施例附圖所示的矩形體，當然也可以為橫截面為平行四邊形、菱形、五邊形、六邊形柱狀體等等。
在矩形體內(nèi)沿其縱軸向設(shè)有一貫通整個矩形體的通道11；該通道11為可以是直通道，也可以是回轉(zhuǎn)式通道或者是曲折式通道。本具體實施方式
為直通道，且通道11的流通面積比常規(guī)的微通道要大，這樣使得通道11不容易被堵塞，而且可以采用軟水，也就是工業(yè)用水來冷卻熱沉1，從而降低了激光器的運行成本。
激光器陣列條2由多個激光器陣列單元，如三個激光器陣列單元21、22、23以串聯(lián)的方式，采用導(dǎo)熱導(dǎo)電介質(zhì)粘接固定在與通道11平行的一個側(cè)面1a上。在與該側(cè)面1a相鄰垂直的兩個面1b和1c上，也通過導(dǎo)熱導(dǎo)電介質(zhì)粘接固定有絕緣部件31，絕緣部件31為一絕緣板。在絕緣部件31上各通過導(dǎo)熱導(dǎo)電介質(zhì)粘接固定有一塊焊接片32，電源線可以焊接在該焊接片32上。
參見圖2、圖3，每個激光器陣列單元21、22、23均包含兩導(dǎo)電部件211、212和夾于兩導(dǎo)電部件211、212之間的發(fā)光芯片213。發(fā)光芯片213可以發(fā)出一定功率的激光。
與絕緣部件31一起構(gòu)成導(dǎo)電層3的導(dǎo)電構(gòu)件包含兩個導(dǎo)電構(gòu)件32和33，導(dǎo)電構(gòu)件33的長度為導(dǎo)電構(gòu)件32長度的一倍以上，導(dǎo)電構(gòu)件32包含有兩個成90°夾角的導(dǎo)電面32a、32b；兩個導(dǎo)電構(gòu)件33包含導(dǎo)電面33a、33b、33c，其中兩個導(dǎo)電面33b和33c位于導(dǎo)電面33a同一側(cè)并與導(dǎo)電面33a垂直。
連接時，一個導(dǎo)電構(gòu)件32的導(dǎo)電面32a與通過導(dǎo)熱導(dǎo)電介質(zhì)粘接固定在面1b上的絕緣部件31上的焊接片32連接，導(dǎo)電構(gòu)件32的另一個導(dǎo)電面32b與激光器陣列單元21的導(dǎo)電部件211的光學(xué)面211a連接；激光器陣列單元21的導(dǎo)電部件212的光學(xué)面212a與一個導(dǎo)電構(gòu)件33的一個導(dǎo)電面33b連接，導(dǎo)電構(gòu)件33的一個導(dǎo)電面33a通過導(dǎo)熱導(dǎo)電介質(zhì)粘接固定在面1c的絕緣部件31上，導(dǎo)電構(gòu)件33的一個導(dǎo)電面33c與激光器陣列單元22的導(dǎo)電部件212的光學(xué)面212a連接；激光器陣列單元22的導(dǎo)電部件211的光學(xué)面211a與另一個導(dǎo)電構(gòu)件33的一個導(dǎo)電面33b連接，另一個導(dǎo)電構(gòu)件33的一個導(dǎo)電面33a通過導(dǎo)熱導(dǎo)電介質(zhì)粘接固定在面1b上的絕緣部件31上，另一個導(dǎo)電構(gòu)件33的一個導(dǎo)電面33c與激光器陣列單元23的導(dǎo)電部件211的光學(xué)面211a連接；激光器陣列單元23的導(dǎo)電部件212的光學(xué)面212a與另一個導(dǎo)電構(gòu)件32的導(dǎo)電面32b連接，另一個導(dǎo)電構(gòu)件33的導(dǎo)電面32a與通過導(dǎo)熱導(dǎo)電介質(zhì)粘接固定在面1c上的絕緣部件31上的焊接片32連接。通過上述連接，形成了激光器的電路連接。
參看圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6，兩個導(dǎo)電構(gòu)件32上的導(dǎo)電面32b和兩個導(dǎo)電構(gòu)件33上的導(dǎo)電面33b和33c均分成脫離的兩部分，一部分為搭片32aa、33ba、33ca，另一部分為搭邊32ab、33bb、33cb，搭邊32ab與導(dǎo)電構(gòu)件32上的導(dǎo)電面32a相互垂直并連為一整體，搭邊33bb、33cb與導(dǎo)電構(gòu)件33上的導(dǎo)電面33a相互垂直并連為一整體。
在激光器陣列單元21、22、23的導(dǎo)電部件211、212的光學(xué)面211a和212a上均開有凹槽211b和212b，凹槽211b和212b，凹槽211b和212b的深度與搭片32aa、33ba、33ca相一致，當兩個導(dǎo)電構(gòu)件32和兩個導(dǎo)電構(gòu)件33的搭片32aa、33ba、33ca搭接在其搭邊32ab、33bb、33cb和激光器陣列單元21、22、23的導(dǎo)電部件211、212的凹槽211b和212b內(nèi)時，要保證搭片32aa、33ba、33ca的上表面與激光器陣列單元21、22、23的導(dǎo)電部件211、212上的光學(xué)面211a和212a一樣平，以獲得較好的光學(xué)性能。
兩個導(dǎo)電構(gòu)件32上的導(dǎo)電面32b和兩個導(dǎo)電構(gòu)件33上的導(dǎo)電面33b和33c均分成脫離的兩部分，可以使導(dǎo)電構(gòu)件32上的導(dǎo)電面32a和導(dǎo)電構(gòu)件33上的導(dǎo)電面32a很好地能夠與絕緣部件31很好地貼合，同時有可以使搭片32aa、33ba、33ca與激光器陣列單元21、22、23的導(dǎo)電部件211、212的凹槽211b和212b更好地貼合。提高本實用新型的大功率半導(dǎo)體激光器電學(xué)性能。
為了將外界冷卻水源接入所述矩形體內(nèi)的通道11中，在通道11的兩端設(shè)置有接頭12。
上述大功率半導(dǎo)體激光器可以由多個進行任意形式的組合，如由三個組合成一三角形的激光器，由四個組合成矩形的激光器，以至有多個組合成多邊形的激光器?；蛘邘讉€功率半導(dǎo)體激光器串聯(lián)起來使用構(gòu)成一泵浦激光器。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種大功率半導(dǎo)體激光器，包括熱沉和激光器陣列條，其特征在于所述熱沉為多面體，在所述多面體內(nèi)沿其一個方向設(shè)有貫通整個多面體的通道；所述激光器陣列條固定在與該方向平行的一個面上，在與該面相鄰的至少一個面上固定有導(dǎo)電層；導(dǎo)電層與激光器陣列條電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光器，其特征在于，所述熱沉為一橫截面為多邊形的柱狀體，沿柱狀體的軸向設(shè)有貫通整個柱狀體的通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光器，其特征在于，所述激光器陣列條由一個以上的激光器陣列單元構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述激光器，其特征在于，所述激光器陣列條由復(fù)數(shù)個激光器陣列單元串連構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述激光器，其特征在于，所述激光器陣列單元包含兩導(dǎo)電部件和夾于兩導(dǎo)電部件之間的發(fā)光芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述激光器，其特征在于，有一部分激光器陣列單元上的導(dǎo)電部件與一個面上的導(dǎo)電層電性連接，另一部分激光器陣列單元上的導(dǎo)電部件與另一個面上的導(dǎo)電層電性連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述激光器，其特征在于，所述導(dǎo)電層包含一可附著在熱沉上的絕緣部件以及附著在絕緣部件上的導(dǎo)電構(gòu)件構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述激光器，其特征在于，所述導(dǎo)電構(gòu)件包含有成一定夾角的至少兩個以上的導(dǎo)電面，在所述激光器陣列單元上的導(dǎo)電部件與導(dǎo)電層的導(dǎo)電構(gòu)件一個導(dǎo)電面連接的面上，開設(shè)有一與所述導(dǎo)電面相適應(yīng)的凹槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述激光器，其特征在于，所述凹槽的深度與所述導(dǎo)電面的厚度相一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述激光器，其特征在于，其中一個導(dǎo)電面分成脫離的兩部分，一部分為搭片，另一部分為搭邊，所述搭邊與另一個導(dǎo)電面成一定夾角連為一體，所述搭片可搭接在所述搭邊與所述光器陣列單元上的導(dǎo)電部件上的凹槽內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光器，其特征在于，在所述通道的兩端設(shè)置有接頭。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光器，其特征在于，所述通道為直通道。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光器，其特征在于，所述通道為回轉(zhuǎn)式通道。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光器，其特征在于，所述通道為曲折式通道。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光器，其特征在于，所述大功率半導(dǎo)體激光器可以由多個進行任意形式的組合。
專利摘要本實用新型公開的一種大功率半導(dǎo)體激光器，包括熱沉和激光器陣列條，其特征在于所述熱沉為多面體，在所述多面體內(nèi)沿其一個方向設(shè)有貫通整個多面體的通道；所述激光器陣列條固定在與該方向平行的一個面上，在與該面相鄰的至少一個面上固定有導(dǎo)電層；導(dǎo)電層與激光器陣列條電性連接。本實用新型的大功率半導(dǎo)體激光器在矩形體的熱沉中設(shè)置有流通面積較大的通道，使的通道不容易被堵塞，而且可以采用軟水，也就是工業(yè)用水來冷卻熱沉，降低了激光器的運行成本。
文檔編號H01S5/40GK2896617SQ20062004162
公開日2007年5月2日 申請日期2006年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月9日
發(fā)明者李大明, 黃哲, 廖新勝, 楊林, 張軍 申請人:恩耐激光技術(shù)(上海)有限公司