一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：至少包括：殼體、藍(lán)光半導(dǎo)體激光器、光束整形透鏡和散熱器，5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器分別通過散熱器的過孔連接在電路板對(duì)應(yīng)電極上，電路板將5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器串聯(lián)進(jìn)行連接，串聯(lián)連接兩端與電源的正負(fù)極電連接；五在個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器光輸出端通過定位簧和小壓環(huán)固定有光束整形透鏡，藍(lán)光半導(dǎo)體激光器通過光束整形透鏡輸出整形光束。本實(shí)用新型具有緊湊、可靠、體積小等特點(diǎn)。
【專利說明】一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體激光器，特別是一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊。

【背景技術(shù)】
[0002] 常用的單管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器(單管藍(lán)光LD)的輸出功率通常在1. 4?1. 6W，而 且單管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器直接輸出的光束質(zhì)量很差(快慢軸的發(fā)散角分別約為45度和15 度)，不適合直接應(yīng)用。而更大輸出功率的單管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器其成本會(huì)有很大的提高， 有時(shí)高達(dá)數(shù)倍甚至十倍以上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種緊湊、可靠、體積小的藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊。
[0004] 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：至 少包括：殼體、藍(lán)光半導(dǎo)體激光器、光束整形透鏡和散熱器，多個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器分別通 過散熱器的過孔連接在電路板對(duì)應(yīng)電極上，電路板將5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器進(jìn)行連接，連 接的正負(fù)極與電源的正負(fù)極電連接；每個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器光輸出端通過定位簧和小壓環(huán) 固定有光束整形透鏡，藍(lán)光半導(dǎo)體激光器通過光束整形透鏡輸出整形光束。
[0005] 所述的多個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器在3-5之間。
[0006] 所述的5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器中心分布一個(gè)，其余四個(gè)90度均勻四周分布。
[0007] 所述的光束整形透鏡是非球面整形透鏡。
[0008] 所述的殼體為筒狀金屬體，筒狀金屬體一端有光輸出孔，另一端有散熱孔，殼體的 散熱孔一側(cè)內(nèi)筒內(nèi)固定有冷卻風(fēng)扇。
[0009] 所述的電源包括一個(gè)低電壓輸出源，低電壓輸出源通過升壓后得到5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo) 體激光器工作的需要電壓。
[0010] 所述的散熱器整體為圓柱狀，面向冷卻風(fēng)扇一側(cè)為散熱鰭片結(jié)構(gòu)，圓周側(cè)按120 度分布有3個(gè)定位螺紋孔，通過緊固螺釘與殼體連接。
[0011] 所述的殼體外形尺寸為φ48 X 86mm。
[0012] 所述的殼體的右端裝有藍(lán)光輸出窗口，藍(lán)光輸出窗口由光學(xué)玻璃制成，其兩面鍍 藍(lán)光高透膜。
[0013] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：為了使常用的單管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器得到更廣泛的使用， 可以通過將單管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器進(jìn)行組合或光束合成等方法，并對(duì)其光束進(jìn)行整形，在 提高藍(lán)光半導(dǎo)體激光功率的同時(shí)也提高輸出光束質(zhì)量，從而拓展藍(lán)光半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用 領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：
[0015] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)原理圖；
[0016] 圖2是圖1的A -A方向剖面圖。
[0017] 圖中，1、藍(lán)光半導(dǎo)體激光器；2、光束整形透鏡；3、定位簧；4、小壓環(huán)；5、藍(lán)光輸出 窗口；6、大壓環(huán)；7、散熱器；8、冷卻風(fēng)扇；9、電路板；10、殼體；11、螺釘；12、光輸出孔；13、 散熱孔；14、電源。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 如圖1所示，一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，至少包括：殼體10、藍(lán)光半導(dǎo)體激 光器1、光束整形透鏡2和散熱器7,5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1分別通過散熱器7的過孔連接 在電路板9對(duì)應(yīng)電極上，電路板9將5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1串聯(lián)進(jìn)行連接，串聯(lián)連接兩端 與電源14的正負(fù)極電連接；五在個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1光輸出端通過定位簧3和小壓環(huán)4 固定有光束整形透鏡2,藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1通過光束整形透鏡2輸出整形光束，使輸出光 束達(dá)到所需要的光束質(zhì)量。
[0019] 如圖2所示，5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1中心分布一個(gè)，其余四個(gè)90度均勻四周分 布。
[0020] 光束整形透鏡2是組合式整形透鏡或者是非球面整形透鏡。在藍(lán)光半導(dǎo)體激光器 組合模塊中，對(duì)每一個(gè)單管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1的光束整形都有相同的結(jié)構(gòu)。
[0021] 殼體10為筒狀金屬體，筒狀金屬體一端有光輸出孔12,另一端有散熱孔13,殼體 10的散熱孔一側(cè)內(nèi)筒內(nèi)固定有冷卻風(fēng)扇8。
[0022] 所述的電源14包括一個(gè)低電壓輸出源，低電壓輸出源通過升壓后得到5個(gè)藍(lán)光半 導(dǎo)體激光器1工作的需要電壓。
[0023] 所述的散熱器7整體為圓柱狀，面向冷卻風(fēng)扇8-側(cè)為散熱鰭片結(jié)構(gòu)，圓周一側(cè)按 120度分布有3個(gè)定位螺紋孔，通過緊固螺釘11與殼體10連接。
[0024] 所述的殼體10外形尺寸為Φ48Χ86ηιηι。
[0025] 為了提高組合模塊式藍(lán)光半導(dǎo)體激光器的藍(lán)光輸出效率，在殼體10的右端裝有 藍(lán)光輸出窗口 5,藍(lán)光輸出窗口 5由光學(xué)玻璃制成，其兩面鍍藍(lán)光高透膜，減少損耗，增加藍(lán) 光的透過性。藍(lán)光輸出窗口 5由大壓環(huán)6固定在殼體10上。
[0026] 本實(shí)用新型中，根據(jù)對(duì)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊不同輸出功率的要求，藍(lán)光半 導(dǎo)體激光器1的組合形式和數(shù)量，組合形式可以是線陣形式也可以是點(diǎn)陣形式，其數(shù)量可 以是兩只或兩只以上；藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1之間的連接形式可以是串聯(lián)式也可以是并聯(lián) 式，根據(jù)不同的藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1組合數(shù)量以及不同的連接形式對(duì)應(yīng)不同的驅(qū)動(dòng)電源。
[0027] 工作原理：
[0028] 由于單管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1的輸出功率較小、光束質(zhì)量差(快慢軸的發(fā)散角分 別約為45度和15度)，限制了它的應(yīng)用范圍。為了使其應(yīng)用范圍更加廣泛，可以通過對(duì)單 管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1的組合以提高輸出功率，通過對(duì)單管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1輸出光束 的整形以提高光束質(zhì)量。本實(shí)用新型就提供了一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊。
[0029] 其原理如下：
[0030] 根據(jù)對(duì)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊不同輸出功率的要求，以確定單管藍(lán)光半導(dǎo)體 激光器1的數(shù)量，其數(shù)量至少是兩只或兩只以上；
[0031] 根據(jù)對(duì)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊不同輸出光束的空間分布要求，以確定單管藍(lán) 光半導(dǎo)體激光器1組合形式，組合形式可以是線陣形式也可以是點(diǎn)陣形式；
[0032] 根據(jù)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊驅(qū)動(dòng)電源所提供電流與電壓的大小，以確定單管 藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1的連接形式，連接形式可以是并聯(lián)形式也可以是串聯(lián)形式；
[0033] 每一只藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1的工作有驅(qū)動(dòng)電源14提供能量，使激光器發(fā)出激光， 由于半導(dǎo)體激光器1的光電轉(zhuǎn)換效率關(guān)系，驅(qū)動(dòng)電源14提供的能量在半導(dǎo)體激光器1內(nèi)部 其部分能量轉(zhuǎn)化為熱量，這種廢熱會(huì)影響半導(dǎo)體激光器1的正常工作。廢熱通過與藍(lán)光半 導(dǎo)體激光器1緊密接觸的散熱器7傳導(dǎo)并散發(fā)到空間。同時(shí)由散熱風(fēng)扇8對(duì)散熱器7強(qiáng)制 風(fēng)冷，熱量通過散熱孔散發(fā)到模塊外面；
[0034] 藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1的輸出光束通過光束整形透鏡2、定位簧3和小壓環(huán)4的組 合，對(duì)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1的輸出光束進(jìn)行整形。通過調(diào)整小壓環(huán)4的位置，改變光束整形 透鏡2與藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1之間的距離，以提高藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1的輸出光束質(zhì)量，在 達(dá)到理想的光束質(zhì)量時(shí)，定位簧3固定光束整形透鏡2與藍(lán)光半導(dǎo)體激光器1之間的距離。 每個(gè)單管藍(lán)光半導(dǎo)體激光器的輸出光束彼此平行；
[0035] 在筒狀金屬殼體10的側(cè)面及后端面分布數(shù)量不等的散熱孔13 ;在電路板9和驅(qū) 動(dòng)電源14上面，同時(shí)分布若干通風(fēng)孔，用以使風(fēng)扇8吹出的空氣通過這些通風(fēng)孔吹向散熱 器7,使藍(lán)光半導(dǎo)體激光器冷卻。
[0036] 本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手 段，這里不一一敘述。
【權(quán)利要求】
1. 一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：至少包括：殼體、藍(lán)光半導(dǎo)體激光器、 光束整形透鏡和散熱器，多個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器分別通過散熱器的過孔連接在電路板對(duì)應(yīng) 電極上，電路板將5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器進(jìn)行連接，連接的正負(fù)極與電源的正負(fù)極電連接； 每個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器光輸出端通過定位簧和小壓環(huán)固定有光束整形透鏡，藍(lán)光半導(dǎo)體激 光器通過光束整形透鏡輸出整形光束。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：所述的多個(gè)藍(lán) 光半導(dǎo)體激光器在3-5之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：所述的5個(gè)藍(lán) 光半導(dǎo)體激光器中心分布一個(gè)，其余四個(gè)90度均勻四周分布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：所述的光束整 形透鏡是非球面整形透鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：所述的殼體為 筒狀金屬體，筒狀金屬體一端有光輸出孔，另一端有散熱孔，殼體的散熱孔一側(cè)內(nèi)筒內(nèi)固定 有冷卻風(fēng)扇。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：所述的電源包 括一個(gè)低電壓輸出源，低電壓輸出源通過升壓后得到5個(gè)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器工作的需要電 壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：所述的散熱器 整體為圓柱狀，面向冷卻風(fēng)扇一側(cè)為散熱鰭片結(jié)構(gòu)，圓周側(cè)按120度分布有3個(gè)定位螺紋 孔，通過緊固螺釘與殼體連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：所述的殼體外 形尺寸為Φ 48 X 86mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)光半導(dǎo)體激光器組合模塊，其特征是：所述的殼體的 右端裝有藍(lán)光輸出窗口，藍(lán)光輸出窗口由光學(xué)玻璃制成，其兩面鍍藍(lán)光高透膜。
【文檔編號(hào)】H01S5/024GK203883309SQ201420292774
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】蔡德芳, 李兵斌, 王石語, 過振, 秦恒亮, 位永輝 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)