一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，包括底座、LD單元，其特征在于：還包括一用于改變光路傳播方向或準直光路的整形單元；所述底座為一散熱熱沉，所述LD單元位于底座頂面中部，LD單元發(fā)出的激光經(jīng)整形單元反射、準直輸出。該結(jié)構(gòu)利用光束整形單元將LD單元發(fā)射的大發(fā)散角的光束準直、反射使其傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，實現(xiàn)光傳播方向與散熱底座垂直發(fā)射，從而實現(xiàn)LD單元的散熱由90°分布變?yōu)?80°分布，從而達到良好的散熱效果；還可以實現(xiàn)LD陣列結(jié)構(gòu)的窗口化封裝。
【專利說明】一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的LD封裝結(jié)構(gòu)中存在一明顯的缺陷，不能充分的散熱，如圖1所示傳統(tǒng)的LD陣列封裝，由于LD單元I發(fā)射光束的發(fā)散角有30°，故LD單元I只能固定于熱沉底座2邊緣上，這樣導致了 LD單元I的散熱角度只有90°，散熱效果不好。又如圖2中所示的To封裝結(jié)構(gòu)，由于高度L受TO封裝結(jié)構(gòu)限制的存在，LD單元I散熱速度受到很大限制，事實上除少數(shù)公司如JDSU能用Φ9πιπι To封裝制成IW的LD，大多數(shù)公司只能做成500mW。而C-Block封裝、Q封裝結(jié)構(gòu)，雖然可以做到大功率輸出，但是它們一個很大的缺陷就是LD芯片直接與外界接觸，很容易受到損傷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種具有良好散熱效果的半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，包括底座、LD單元，其特征在于:還包括一用于改變光路傳播方向、準直光路的整形單元；所述底座為一散熱熱沉，所述LD單元位于底座頂面中部，LD單元發(fā)出的激光經(jīng)整形單元反射、準直輸出。
[0005]進一步的，所述整形單元包括光學元件和固定塊。
[0006]進一步的，所述光學元件為半圓柱光纖預(yù)準直棒，所述固定塊設(shè)于LD單元發(fā)光面前面，與LD單元相對的面為45°傾斜面，該傾斜面鍍有反射膜，并將光纖預(yù)準直棒固定于該傾斜面反射膜上；LD單元發(fā)出的激光經(jīng)光纖預(yù)準直棒準直并反射輸出。
[0007]進一步的，所述半圓柱光纖預(yù)準直棒由一微反射棱鏡替代。
[0008]進一步的，所述光學元件為光纖預(yù)準直棒，所述固定塊頂面設(shè)有用于固定所述光纖預(yù)準直棒的毛細管；LD單元發(fā)出的激光經(jīng)光纖預(yù)準直棒準直之后輸出。
[0009]進一步的，所述光束整形單元為一三角柱鏡，設(shè)于LD單元發(fā)光面前面，與LD單元相對的面為鍍有反射膜的45°斜面；LD單元發(fā)出的激光經(jīng)所述斜面反射輸出。
[0010]進一步的，所述45°傾斜面由一凹面反射面替代。
[0011]進一步的，所述底座內(nèi)部設(shè)有通水孔。
[0012]進一步的，還包括管腳、外殼和支架；所述管腳包括一 L型管腳，該L型管腳穿過底座，并通過引線與LD單元電連接；所述外殼罩于底座上，所述LD單元及整形單元位于外殼內(nèi)；外殼上與輸出激光對應(yīng)的位置設(shè)有透鏡窗口 ；所述支架設(shè)于底座外側(cè)。
[0013]進一步的，所述LD單元為單LD芯片或LD陣列；LD單元直接固定于底座上，或LD單兀固定于一小熱沉上，再將小熱沉固定于底座上。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:利用光束整形單元將LD單元發(fā)射的大發(fā)散角的光束準直、反射使其傳播方向偏轉(zhuǎn)90° ,實現(xiàn)光傳播方向與散熱底座垂直發(fā)射,從而實現(xiàn)LD單兀的散熱由90°分布變?yōu)?80°分布，以達到良好的散熱效果；還可以實現(xiàn)LD陣列結(jié)構(gòu)的窗口化封裝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為傳統(tǒng)LD陣列封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)TO封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例一結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為實施例一的俯視圖；
圖5為本發(fā)明實施例二結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為實施例二的俯視圖；
圖7為本發(fā)明實施例三示意圖；
圖8為本發(fā)明實施例四示意圖；
圖9為本發(fā)明實施例五示意圖；
圖10為本發(fā)明的一種密封結(jié)構(gòu)。
[0016]附圖標記:1、LD單元；2、底座；3、小熱沉；4、熱分布曲線；5、固定塊；6、光纖預(yù)準直棒；7、反射膜；8、微反射棱鏡；9、三角柱鏡；10、通水孔；11、管腳；12、外殼、13、支架；14、透鏡窗口。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步說明。
[0018]本發(fā)明利用光束整形單元將LD單元發(fā)射的大發(fā)散角的光束準直、反射使其傳播方向偏轉(zhuǎn)90° ,實現(xiàn)光傳播方向與散熱底座垂直發(fā)射,從而實現(xiàn)LD單兀的散熱由90°分布變?yōu)?80°分布，從而達到良好的散熱效果。該半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)包括底座2、LD單元I和用于改變光路傳播方向、準直光路的整形單元；其中，底座2為一散熱熱沉，LD單元I位于底座2頂面中部，LD單元I發(fā)出的激光經(jīng)整形單元反射、準直輸出。
[0019]具體的，如圖3和4所示的實施例一，該實施例中的整形單元包括光學元件和固定塊5,該光學兀件為一半圓柱光纖預(yù)準直棒6,固定塊5設(shè)于LD單兀I發(fā)光面前面，與LD單元I相對的面為45°傾斜面，該傾斜面鍍有反射膜7，并將光纖預(yù)準直棒6固定于該傾斜面反射膜7上；LD單元I發(fā)出的激光經(jīng)光纖預(yù)準直棒6準直并反射輸出，LD單元I發(fā)射光束的傳播方向?qū)⒈桓淖?0°輸出。固定塊5固定于底座2上，與底座2的接觸面進行了鍍金，然后采用焊接方式，將固定塊5焊接于底座2上，以達到更好的散熱效果；光纖預(yù)準直棒6與固定塊5采用玻璃粉進行焊接。如圖3中底座2內(nèi)的弧線所示為該結(jié)構(gòu)的熱分布曲線4示意，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，其散熱的擴散角從90°變?yōu)?80°，很好地改善了系統(tǒng)的散熱效果，而且可實現(xiàn)陣列的窗口化封裝，以更好地保護芯片。
[0020]如圖5和6所示的實施例二，與實施例一不同的是，該實施例中光學元件采用的是一完整的光纖預(yù)準直棒6，通過固定塊5頂面設(shè)置的毛細管固定于固定塊5上，LD單元I發(fā)出的光束經(jīng)光纖預(yù)準直棒6準直后輸出，光路不需要偏轉(zhuǎn)90°，其散熱角度也近似180°。
[0021]如圖7所不的實施例三,與實施例一不同的是,用一微反射棱鏡8替代半圓柱預(yù)光纖準直棒6,同樣將LD單兀I發(fā)射光束的傳播方向改變90°后輸出。
[0022]如圖8所示的實施例四，該實施例中光束整形單元為一三角柱鏡9，設(shè)于LD單元I發(fā)光面前面，與LD單元I相對的面為鍍有反射膜7的45°斜面，LD單元I發(fā)出的激光經(jīng)該斜面反射偏轉(zhuǎn)90°后輸出。
[0023]如圖9的實施例五，在實施例一的基礎(chǔ)上，在其底座2內(nèi)部設(shè)置通水孔10，通入流動水，以進一步增強散熱效果。同樣，也可以在上述各實施例結(jié)構(gòu)的底座內(nèi)部增設(shè)通水孔10來進一步增強散熱效果。
[0024]如圖10所示為上述各實施例的一種密封結(jié)構(gòu)，還包括管腳11、外殼12和支架13 ；管腳11包括一 L型管腳，該L型管腳穿過底座2，并通過引線與LD單元I電連接；外殼12罩于底座I上，LD單兀I及整形單兀位于外殼12內(nèi)；外殼12上與輸出激光對應(yīng)的位置設(shè)有透鏡窗口 14 ;支架13設(shè)于底座2外側(cè)。
[0025]上述各實施例中，LD單元I可以是單LD芯片也可以是LD陣列；LD單元I直接固定于底座2上，或LD單元I固定于一小熱沉3上，再將小熱沉3固定于底座2上?？蓪崿F(xiàn)LD陣列結(jié)構(gòu)的窗口化封裝，更好地保護LD芯片。
[0026]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上對本發(fā)明做出的各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，包括底座、LD單元，其特征在于:還包括一用于改變光路傳播方向、準直光路的整形單元；所述底座為一散熱熱沉，所述LD單元位于底座頂面中部，LD單元發(fā)出的激光經(jīng)整形單元反射、準直輸出。
2.如權(quán)利要求1所述一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述整形單元包括光學元件和固定塊。
3.如權(quán)利要求2所述一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述光學元件為半圓柱光纖預(yù)準直棒，所述固定塊設(shè)于LD單元發(fā)光面前面，與LD單元相對的面為45°傾斜面，該傾斜面鍍有反射膜，并將光纖預(yù)準直棒固定于該傾斜面反射膜上；LD單元發(fā)出的激光經(jīng)光纖預(yù)準直棒準直并反射輸出。
4.如權(quán)利要求3所述一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述半圓柱光纖預(yù)準直棒由一微反射棱鏡替代。
5.如權(quán)利要求2所述一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述光學元件為光纖預(yù)準直棒，所述固定塊頂面設(shè)有用于固定所述光纖預(yù)準直棒的毛細管；LD單元發(fā)出的激光經(jīng)光纖預(yù)準直棒準直之后輸出。
6.如權(quán)利要求1所述一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述光束整形單元為一三角柱鏡，設(shè)于LD單元發(fā)光面前面，與LD單元相對的面為鍍有反射膜的45°斜面；LD單元發(fā)出的激光經(jīng)所述斜面反射輸出。
7.如權(quán)利要求6所述一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述45°傾斜面由一凹面反射面替代。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述底座內(nèi)部設(shè)有通水孔。
9.如權(quán)利要求1_4、6或7任一項所述一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:還包括管腳、外殼和支架；所述管腳包括一 L型管腳，該L型管腳穿過底座，并通過引線與LD單元電連接；所述外殼罩于底座上，所述LD單元及整形單元位于外殼內(nèi)；外殼上與輸出激光對應(yīng)的位置設(shè)有透鏡窗口 ；所述支架設(shè)于底座外側(cè)。
10.如權(quán)利要求1-7任一項所述一種半導體激光器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述LD單元為單LD芯片或LD陣列；LD單元直接固定于底座上,或LD單元固定于一小熱沉上,再將小熱沉固定于底座上。
【文檔編號】H01S5/06GK104426053SQ201310401971
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】吳礪, 凌吉武, 賀坤, 楊建陽, 趙振宇, 劉國宏, 魏豪明, 陳衛(wèi)民 申請人:福州高意通訊有限公司