一种宏通道半导体激光器制造技术

本发明专利技术提供一种宏通道半导体激光器，通过对激光器热沉结构的设计和整体激光器冷却水路的设计，实现了激光器冷却水路并联经过激光器芯片底部，相对于微通道热沉，具有更大的水道截面积，对激光器良好均匀的散热，同时又不会被水中杂质堵塞，能够有效提高激光器的出光功率，提高激光器的长期稳定性和可靠性。整体结构紧凑，便于规模生产，该激光器可广泛应用于激光泵浦、材料加工及激光医疗等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种宏通道半导体激光器
本专利技术属于光电子器件领域，涉及一种高功率半导体激光器，可广泛用于激光泵浦、材料加工、激光医疗等领域。
技术介绍
激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大专利技术之一，国家已将发展激光技术列入了中长期发展规划。高功率半导体激光器是激光行业的核心组成部分，因其具有体积小、重量轻、寿命长、功耗低、波长覆盖广的特点，在激光显示、材料加工、激光通讯、激光医疗、3D打印等领域具有广泛的应用。半导体激光的功率提高一直是激光器发展的重点方向，目前的半导体激光器的光电转化效率是50～60％左右，提高其功率主要从提高芯片的性能以及封装过程中减少热阻，提高散热能力两个方面，在芯片性能相同的情况下，如何提高热沉的散热能力极为关键。通过良好的散热，技能提高半导体激光器的功率，同时也能提高激光器的稳定性和长期可靠性。目前市场的高功率半导体激光器通常采用微通道热沉，以及一般的通水冷却来实现较好的散热。但微通道容易被堵塞和腐蚀，普通的通水冷却又难以实现良好的散热效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述
技术介绍
的缺点，提供一种既不容易被堵塞和腐蚀，又能提高激光器散热能力的激光器封装结构。本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种宏通道半导体激光器，包括半导体激光器芯片、激光器热沉、激光器电极以及通水压块等，激光器热沉与通水压块之间采用橡胶O圈或橡胶衬垫密封，通过外供冷却水流经激光器热沉，冷却水与激光器热沉实现充分的热交换，及时带走激光器芯片产生的热量，保证激光器芯片在较低的合理的温度条件下工作。整个水路的任何部位的截面积均大于1mm2，而且冷却水从激光器芯片的下方流过，既保证冷却水对激光芯片的良好冷却，有防止水中杂质堵塞通道，有效提高半导体激光器的长期稳定性和可靠性。上述的半导体激光器的激光芯片可以是单管，也可以是巴条；上述的半导体激光器芯片可以是单个、也可以是多个芯片串联；上述的热沉冷却水路相对于多个芯片是并联的；上述的热沉水路截面积可以是毫米级别或更大；上述的热沉冷却水路在激光芯片的下方。工作原理：本激光器采用水冷方式，分别有一个进水孔和一个出水孔，在激光器内部，每个激光芯片下的热沉均有一个进水孔和一个出水孔，热沉内部的水路流经激光芯片下方，激光器工作时，每个芯片下方都有水流经过，各个芯片下面的水流是并联的，水流量计水温基本相同，从而保证不同激光器热沉的温度相对均匀，及时散掉激光器产生热量。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术是通过对激光器热沉水道的设计，实现在小的体积下的高散热能力，同时又克服了微通道热沉的堵塞和腐蚀难题，可有效提高半导体激光器的激光功率输出，保证激光器的长期稳定性及可靠性。本专利技术通过一体化设计，既保证了激光器的散热，又实现了多激光芯片温度的均匀性，从而保证不同激光芯片功率及激光光谱的一致性。附图说明图1为本专利技术实施例外形结构示意图。图2为本专利技术实施例具体结构示意图图3为本专利技术实施例中激光器热沉结构示意图图4为本专利技术实施例中激光器散热水路示意图1为半导体激光器芯片；2为半导体激光器热沉；3为半导体激光器电极；4为通水压块；5为橡胶压板；6为激光器进出水孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：一种宏通道半导体激光器，包括半导体激光器芯片1、半导体激光器热沉2、激光器负极片3、激光器引出电极4、通水压块5、橡胶衬板6、绝缘片7、支撑侧板8和安装螺钉9。激光器热沉2采用机械钻孔加工艺堵头的方式制作，激光器芯片1的P面(正极)用铟焊料或金锡焊料真空焊接在激光器热沉2上，激光器负极片3焊接在激光器芯片的N面(负极)，激光器热沉与激光器负极片之间焊接或粘结绝缘片7，以上构成独立的一个激光器，多个独立的激光器通过激光器引出电极4和安装螺钉9垂直组合在一起，多个独立的激光器实现了串联，然后安装支撑侧板8、橡胶压板5后实现了整个宏通道半导体激光器。将激光器引出电极对应连接激光电源的正负极，通过激光器底部通水压块的两个水孔连接冷水机，激光器就可以正常工作了。冷却水的经过通水压块的进水孔流入，然后分别流经每个独立热沉，经过热沉后回到通水压块的出水孔，使得冷却水流经激光芯片的下方，并且处于并联的方式，对对每个激光器的散热量基本相同。每个激光热沉内的水通道截面积都超过1mm2，在冷却过程中不容易被水中的杂质堵塞，同时又能为激光器提供良好的均匀散热。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宏通道半导体激光器，其特征在于：包括半导体激光器芯片、半导体激光器热沉、激光器负极片、激光器引出电极、通水压块、橡胶衬板、绝缘片、支撑侧板和安装螺钉，所述的激光器热沉内有水流通道，通道内的水流经芯片下方，带走激光芯片工作时产生的热量。

【技术特征摘要】
1.一种宏通道半导体激光器，其特征在于：包括半导体激光器芯片、半导体激光器热沉、激光器负极片、激光器引出电极、通水压块、橡胶衬板、绝缘片、支撑侧板和安装螺钉，所述的激光器热沉内有水流通道，通道内的水流经芯片下方，带走激光芯片工作时产生的热量。2.根据权利要求1所述的宏通道半导体激光器，其特征在于：激光芯片可以是单管，也可以是巴条。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳春，王明钧，朱伟民，
申请(专利权)人：上海奥镭光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31