一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器，与现有技术相比解决了尚无多波长半导体激光器的缺陷。本实用新型专利技术包括壳体，所述的壳体内安装有上排405nm半导体发光阵列和下排375nm半导体发光阵列，壳体的侧部设有一号光纤输出端口和二号光纤输出端口，上排405nm半导体发光阵列和下排375nm半导体发光阵列分别位于一号光纤输出端口的两侧。本实用新型专利技术将不同波段半导体发光二极管发出的光通过非球面耦合透镜收进光纤，再对不同波段的光纤进行一定比例的搭配捆绑，达到同一输出光纤束具有不同波长的目的，同时满足激光器的高功率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光直写曝光机
，具体来说是一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器。
技术介绍
激光直写装备在电路板PCB制造中占有重要位置，不同的曝光干膜或者油墨所对应的最佳曝光波长不同，对一种干膜或者油墨曝光时使用合适的多波长能够增加产能。目前单颗375nm或者405nm半导体发光二极管最大只有1.1W，如果需要大于10W的半导体激光器，就需要将多个半导体发光二极管发出的光通过耦合透镜耦合进光纤，再将光纤进行捆绑。基于这方面原理考虑，如何提供375nm和405nm混合波长的高功率紫外半导体激光器已经成为急需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中尚无多波长半导体激光器的缺陷，提供一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器来解决上述问题。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器，包括壳体，所述的壳体内安装有上排405nm半导体发光阵列和下排375nm半导体发光阵列，壳体的侧部设有一号光纤输出端口和二号光纤输出端口，上排405nm半导体发光阵列和下排375nm半导体发光阵列分别位于一号光纤输出端口的两侧；上排405nm半导体发光阵列包括16个上光纤耦合模块，下排375nm半导体发光阵列包括16个下光纤耦合模块，上光纤耦合模块的半导体发光二极管为405nm半导体发光二极管，下光纤耦合模块的半导体发光二极管为375nm半导体发光二极管，16个上光纤耦合模块和16个下光纤耦合模块上均接有光纤；8个上光纤耦合模块所接的光纤与8个下光纤耦合模块所接的光纤捆绑成一号光纤束，一号光纤束接入一号光纤输出端口，另8个上光纤耦合模块所接的光纤与另8个下光纤耦合模块所接的光纤捆绑成二号光纤束，二号光纤束接入二号光纤输出端口。所述的上光纤耦合模块包括半导体发光二极管和耦合透镜，半导体发光二极管和耦合透镜均安装在中间件上，中间件横向安装有连接件，连接件上安装有光纤陶瓷插头，光纤陶瓷插头上连接有光纤，所述的半导体发光二极管、耦合透镜和光纤陶瓷插头三者依次排列且三者的中间点位于同一条直线上。还包括安装在壳体内的循环水冷却装置，所述的循环水冷却装置包括进水管、出水管、上导热铜块和下导热铜块，所述的进水管和出水管均安装在壳体的同一侧部，进水管通过上直通快速接头安装在上导热铜块的进水口上，上导热铜块的出水口安装有上直角快速接头，上直角快速接头安装在串联冷却水管的一端，串联冷却水管的另一端安装有下直角快速接头，下直角快速接头安装在下导热铜块的进水口上，下导热铜块的出水口通过下直通快速接头与出水管相接；所述的上排405nm半导体发光阵列安装在上导热铜块上，所述的下排375nm半导体发光阵列安装在下导热铜块上。所述的光纤均为石英光纤，光纤内径均为123um。所述的耦合透镜的两个表面均为非球面结构，耦合透镜与半导体发光二极管相对的一面的数值孔径为0.5，耦合透镜与光纤陶瓷插头相对的一面的数值孔径为0.2。所述的上导热铜块包括底座和上盖，底座内部横向设有通水管，上直通快速接头安装在通水管的进水口上，上直角快速接头安装在通水管的出水口上；底座上设有16个下凹口，上盖底部设有16个上凹口，上排405nm半导体发光阵列的16个上光纤耦合模块分别安装在16个下凹口上，上盖安装在底座上且16个上凹口分别安装在上排405nm半导体发光阵列的16个上光纤耦合模块上。所述的耦合透镜的两个表面均镀有405nm高透膜或者375nm高透膜。所述的下凹口位于通水管的上方。所述通水管的两侧均为密封圆锥管螺纹结构。所述上光纤耦合模块的半导体发光二极管安装在下凹口上。有益效果本技术的一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器，与现有技术相比将不同波段半导体发光二极管发出的光通过非球面耦合透镜收进光纤，再对不同波段的光纤进行一定比例的搭配捆绑，达到同一输出光纤束具有不同波长的目的，同时满足激光器的高功率。本技术中二个光纤束具有相同输出功率，而且每个输出光纤束同时具有375nm和405nm波长，二个光纤束输出能够满足激光直写装备多光路的需求。附图说明图1为本技术的结构俯视图；图2为本技术中上光纤耦合模块的结构剖面图；图3为本技术中上导热铜块的立体结构图；图4为图3的纵向剖面图；图5为图3的结构爆炸图；其中，1-半导体发光二极管、2-耦合透镜、3-光纤陶瓷插头、4-光纤、5-下光纤耦合模块、6-上光纤耦合模块、7-一号光纤输出端口、8-二号光纤输出端口、11-壳体、12-上排405nm半导体发光阵列、13-下排375nm半导体发光阵列、14-连接件、15-一号光纤束、16-二号光纤束、17-中间件、20-下导热铜块、21-进水管、22-出水管、23-上导热铜块、24-上直通快速接头、25-上直角快速接头、26-串联冷却水管、27-下直角快速接头、28-下直通快速接头、31-上盖、32-底座、33-通水管、34-下凹口、35-上凹口。具体实施方式为使对本技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：如图1所示，本技术所述的一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器，包括壳体11，壳体11用于各组件的安装固定。壳体11内安装有上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13，上排405nm半导体发光阵列12用于产生405nm波长，下排375nm半导体发光阵列13用于产生375nm波长，上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13在壳体11的布置可以呈镜像对应，只要方便光纤4的引出和缠绕即可。其中，光纤4可以均为石英光纤，光纤4内径均为123um，光学利用率在75%--90%之间，对375nm和405nm波段具有高透过率。壳体11的侧部设有一号光纤输出端口7和二号光纤输出端口8，一号光纤输出端口7和二号光纤输出端口8为现有技术中的光纤输出端口，其安装在壳体11的侧部。为了方便上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13上光纤4的引出，上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13分别位于一号光纤输出端口7（二号光纤输出端口8）的两侧，一号光纤输出端口7和二号光纤输出端口8只要靠近上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13即可。由于单颗375nm或者405nm半导体发光二极管最大只有1.1W，如果需要大于10W的半导体激光器，就需要将多个半导体发光二极管发出的光通过耦合透镜耦合进光纤，再将光纤进行捆绑。因此，上排405nm半导体发光阵列12包括16个上光纤耦合模块6，同样，下排375nm半导体发光阵列13包括16个下光纤耦合模块5。上光纤耦合模块6与下光纤耦合模块5两者结构相同，所不同的是上光纤耦合模块6的半导体发光二极管为405nm半导体发光二极管，下光纤耦合模块5的半导体发光二极管为375nm半导体发光二极管，因此上光纤耦合模块6发出405nm波长，下光纤耦合模块5发出375nm波长。16个上光纤耦合模块6和16个下光纤耦合模块5上均接有光纤4，同理，上光纤耦合模块6中接出的光纤4为4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器，包括壳体（11），其特征在于：所述的壳体（11）内安装有上排405nm半导体发光阵列（12）和下排375nm半导体发光阵列（13），壳体（11）的侧部设有一号光纤输出端口（7）和二号光纤输出端口（8），上排405nm半导体发光阵列（12）和下排375nm半导体发光阵列（13）分别位于一号光纤输出端口（7）的两侧；上排405nm半导体发光阵列（12）包括16个上光纤耦合模块（6），下排375nm半导体发光阵列（13）包括16个下光纤耦合模块（5），上光纤耦合模块（6）的半导体发光二极管为405nm半导体发光二极管，下光纤耦合模块（5）的半导体发光二极管为375nm半导体发光二极管，16个上光纤耦合模块（6）和16个下光纤耦合模块（5）上均接有光纤（4）；8个上光纤耦合模块（6）所接的光纤（4）与8个下光纤耦合模块（5）所接的光纤（4）捆绑成一号光纤束（15），一号光纤束（15）接入一号光纤输出端口（7），另8个上光纤耦合模块（6）所接的光纤（4）与另8个下光纤耦合模块（5）所接的光纤（4）捆绑成二号光纤束（16），二号光纤束（16）接入二号光纤输出端口（8）。...

【技术特征摘要】
1.一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器，包括壳体（11），其特征在于：所述的壳体（11）内安装有上排405nm半导体发光阵列（12）和下排375nm半导体发光阵列（13），壳体（11）的侧部设有一号光纤输出端口（7）和二号光纤输出端口（8），上排405nm半导体发光阵列（12）和下排375nm半导体发光阵列（13）分别位于一号光纤输出端口（7）的两侧；上排405nm半导体发光阵列（12）包括16个上光纤耦合模块（6），下排375nm半导体发光阵列（13）包括16个下光纤耦合模块（5），上光纤耦合模块（6）的半导体发光二极管为405nm半导体发光二极管，下光纤耦合模块（5）的半导体发光二极管为375nm半导体发光二极管，16个上光纤耦合模块（6）和16个下光纤耦合模块（5）上均接有光纤（4）；8个上光纤耦合模块（6）所接的光纤（4）与8个下光纤耦合模块（5）所接的光纤（4）捆绑成一号光纤束（15），一号光纤束（15）接入一号光纤输出端口（7），另8个上光纤耦合模块（6）所接的光纤（4）与另8个下光纤耦合模块（5）所接的光纤（4）捆绑成二号光纤束（16），二号光纤束（16）接入二号光纤输出端口（8）。2.根据权利要求1所述的一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器，其特征在于：所述的上光纤耦合模块（6）包括半导体发光二极管（1）和耦合透镜（2），半导体发光二极管（1）和耦合透镜（2）均安装在中间件（17）上，中间件（17）横向安装有连接件（14），连接件（14）上安装有光纤陶瓷插头（3），光纤陶瓷插头（3）上连接有光纤（4），所述的半导体发光二极管（1）、耦合透镜（2）和光纤陶瓷插头（3）三者依次排列且三者的中间点位于同一条直线上。3.根据权利要求2所述的一种用于激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器，其特征在于：还包括安装在壳体（11）内的循环水冷却装置，所述的循环水冷却装置包括进水管（21）、出水管（22）、上导热铜块（23）和下导热铜块（20），所述的进水管（21）和出水管（22）均安装在壳体（11）的同一侧部，进水管（21）通过上直通快速接头（24）安装在上导热铜块（23）的进水口上，上导热铜块（23）的出水口安装有上直角快速接头（25），上直角快速接头（25）安装在串联冷却水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宽，
申请(专利权)人：合肥芯碁微电子装备有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34