一种板条激光晶体的封装方法及板条激光晶体技术

本发明专利技术公开了一种板条激光晶体的封装方法及板条激光晶体，本发明专利技术针对大尺寸板条激光晶体的封装方法，可以在短时间内完成焊接过程，大大减少板条激光晶体和上、下热沉之间的焊接层中大尺寸孔洞及虚焊的产生，提高固体板条激光晶体的散热效果，从而提高板条激光晶体的光束质量及可靠性。本发明专利技术操作简单，易于实现。

Packaging method of slab laser crystal and slab laser crystal

The invention discloses a packaging method for slab laser crystal and slab laser crystal, the invention for the packaging method of large size slab laser crystal, the welding process can be completed in a short period of time, greatly reduced between the upper and lower slab laser crystal and the heat sink welding of large size hole and weld layer in production, improve the heat dissipation the effect of solid slab laser crystal, so as to improve the quality and reliability of beam slab laser crystal. The invention is easy to operate and easy to implement.

【技术实现步骤摘要】
一种板条激光晶体的封装方法及板条激光晶体
本专利技术涉及激光晶体
，尤其涉及一种板条激光晶体的封装方法及板条激光晶体。
技术介绍
目前，板条激光模块的封装主要采用焊料铟或金锡合金的低温焊接方法，传统的焊接工艺为在上、下热沉的焊接面镀铟或放置金锡合金焊料片，和板条激光晶体组装，然后将组装的板条激光晶体放入真空焊接炉中完成加热及焊接。小尺寸的板条激光晶体激光器采用这种焊接方法可以获得较高的功率和良好的光束质量，但是对于大尺寸(≥100mm2)板条激光晶体，这种传统的焊接方法容易产生大空洞(≥1mm2)、大面积虚焊，且焊接层的焊料分布不均匀。这主要是由于在真空环境下对板条激光晶体进行加热，导热速率慢，其升温、降温过程缓慢，导致板条激光晶体受热不均匀，容易出现部分焊料先熔化、部分后熔化以及部分焊料先凝固、另一部分后凝固的现象。因此，在板条激光晶体升温过程中，先熔化的部分焊料完成焊接并发生流动，将未熔化部分包围，易形成空洞、虚焊及焊料分布不均匀的问题。在降温过程中，往往是板条激光晶体边缘先冷却，因此，边缘的焊料先凝固，而后冷却凝固的中间部分，液相转为固相有体积收缩的倾向，易产生空洞、虚焊的现象。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种板条激光晶体的封装方法及板条激光晶体，用以解决现有技术制得的大尺寸板条激光晶体易产生空洞或虚焊的问题。为解决上述问题，本专利技术主要是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种板条激光晶体的封装方法，该方法包括：对板条激光晶体表面依次镀光学膜和金属膜；对热沉的一面依次镀金膜和铟层；将镀膜后的板条激光晶体的上下表面分别与带有铟层一面的热沉进行连接，组成焊接体；在真空焊接炉中，从所述焊接体的非焊接处端口注入泵浦光，对所述板条激光晶体加热封装。进一步地，所述的热沉与所述的板条激光晶体相对的焊接面达到：清洁度≤0.1mg/cm2，平面度≤0.5λ，λ＝632.8nm，光洁度≤40/20。进一步地，该方法还包括：焊接前对所述真空焊接炉抽真空至6×10-3～8×10-4Pa。进一步地，所述泵浦光的泵浦功率≦1500W，泵浦时间1～3min，焊接完成后3～5小时后关掉抽真空系统。进一步地，所述的板条激光晶体包括以下至少一种：Nd:YAG板条激光晶体，Yb:YAG板条激光晶体，Nd:YVO4板条激光晶体，Nd:GdVO4板条激光晶体，Nd:YLF板条激光晶体，Yb:YLF板条激光晶体，Nd:YAG板条激光陶瓷以及Yb:YAG板条激光陶瓷。进一步地，所述板条激光晶体表面的光学膜为二氧化硅膜，厚度为2～5μm；所述板条激光晶体表面的金属膜为钛铂金膜；其中钛膜厚度为100～300nm，铂膜厚度为100～300nm，金膜厚度为300～800nm；所述板条激光晶体的厚度1～3mm，宽度10～50mm，长度10～200mm。进一步地，所述热沉的金膜的厚度为300～500nm。所述热沉的镀铟层的厚度为20～80μm。进一步地，所述泵浦光为Yb:YAG板条激光晶体泵浦光，波长为940nm；或者，所述泵浦光为Nd:YAG板条激光晶体泵浦光，波长为808nm。进一步地，所述的真空焊接炉设计有透明石英玻璃窗口，以通过泵浦激光。另一方面，本专利技术还提供了一种板条激光晶体，该板条激光晶体采用上述任意一种封装方法封装制得。本专利技术有益效果如下：本专利技术针对大尺寸板条激光晶体的封装方法，可以在短时间内完成焊接过程，大大减少板条激光晶体和上、下热沉之间的焊接层中大尺寸孔洞及虚焊的产生，提高固体板条激光晶体的散热效果，从而提高板条激光晶体的光束质量及可靠性。本专利技术操作简单，易于实现。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1是本专利技术实施例的板条激光晶体封装方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例的板条激光晶体的示意图；图3是本专利技术实施例的装有板条激光晶体的真空焊接炉的示意图。附图说明：图2中21-下热沉，22、24-铟层，23-板条激光晶体，25-上热沉；图3中：31-支架，32-板条激光晶体，33-炉门，34、35-石英玻璃窗口。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本专利技术的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。本专利技术利用整个板条激光晶体吸收泵浦光，介质整体产生热量的特点，实现通过对板条激光晶体整体的加热，使与其接触的焊料能够迅速达到熔点，熔化后完成与热沉的焊接。由于对板条激光晶体通入泵浦光后，板条激光晶体整体随即产热，而停止泵浦光后，整个板条激光晶体也会停止产热，此外，板条激光晶体、焊料和热沉面面接触，热传导速度快，因此可实现连接层焊料的在短时间内熔化，完成焊接过程，避免了大量空洞、虚焊的产生，可以大大提高板条激光晶体的焊接质量，从而大幅度地提高板条激光晶体的激光功率和光束质量。以下结合附图以及几个实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种板条激光晶体的封装方法，参见图1，该方法包括：S11、对板条激光晶体表面依次镀光学膜和金属膜；S12、对热沉的一面依次镀金膜和铟层；S13、将镀膜后的板条激光晶体的上下表面分别与带有铟层一面的热沉进行连接，组成焊接体；S14、在真空焊接炉中，从所述焊接体的非焊接处端口注入泵浦光，对所述板条激光晶体加热封装。本专利技术针对现有方法制备大尺寸板条激光在焊接过程中易出现空洞和虚焊的问题，根据整个板条激光晶体吸收泵浦光，介质整体产生热量的特点，实现通过对板条激光晶体整体的加热，使与其接触的焊料能够迅速达到熔点，熔化后完成与热沉的焊接。由于对板条激光晶体通入泵浦光后，板条激光晶体整体随即产热，而停止泵浦光后，整个板条激光晶体也会停止产热，此外，板条激光晶体、焊料和热沉面面接触，热传导速度快，因此可实现连接层焊料的在短时间内熔化，完成焊接过程，避免了大量空洞、虚焊的产生，可以大大提高板条激光晶体的焊接质量，从而大幅度地提高板条激光晶体的激光功率和光束质量。本专利技术可以在短时间内完成焊接过程，大大减少板条激光晶体和上、下热沉之间的焊接层中大尺寸孔洞及虚焊的产生，提高固体板条激光晶体的散热效果，从而提高板条激光晶体的光束质量及可靠性。本专利技术操作简单，易于实现。需要说明的是，本专利技术所针对的是大于100mm2板条激光晶体，具体实施时，本专利技术可对厚度1～3mm，宽度10～50mm，长度10～200mm的板条激光晶体，很好的完成封装。具体实施时，本专利技术实施例所述的热沉与所述的板条激光晶体相对的焊接面达到：清洁度≤0.1mg/cm2，平面度≤0.5λ，λ＝632.8nm，光洁度≤40/20。封装时，本专利技术需在焊接前，对所述真空焊接炉抽真空至6×10-3～8×10-4Pa。本专利技术实施例所采用的泵浦光的泵浦功率≦1500W，泵浦时间1～3min，焊接完成后3～5小时后关掉抽真空系统。本专利技术可以对一下板条激光晶体完成封装：N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板条激光晶体的封装方法，其特征在于，包括：对板条激光晶体表面依次镀光学膜和金属膜；对热沉的一面依次镀金膜和铟层；将镀膜后的板条激光晶体的上下表面分别与带有铟层一面的热沉进行连接，组成焊接体；在真空焊接炉中，从所述焊接体的非焊接处端口注入泵浦光，对所述板条激光晶体加热封装。

【技术特征摘要】
1.一种板条激光晶体的封装方法，其特征在于，包括：对板条激光晶体表面依次镀光学膜和金属膜；对热沉的一面依次镀金膜和铟层；将镀膜后的板条激光晶体的上下表面分别与带有铟层一面的热沉进行连接，组成焊接体；在真空焊接炉中，从所述焊接体的非焊接处端口注入泵浦光，对所述板条激光晶体加热封装。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的热沉与所述的板条激光晶体相对的焊接面达到：清洁度≤0.1mg/cm2，平面度≤0.5λ，λ＝632.8nm，光洁度≤40/20。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：焊接前对所述真空焊接炉抽真空至6×10-3～8×10-4Pa。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泵浦光的泵浦功率≦1500W，泵浦时间1～3min，焊接完成后3～5小时后关掉抽真空系统。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的板条激光晶体包括以下至少一种：Nd:YAG板条激光晶体，Yb:YAG板条激光晶体，Nd:YVO4板条激光晶体，Nd:GdVO4板条激光晶体，Nd:Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，陈露，梁兴波，赵鸿，唐晓军，王超，刘洋，王文涛，王钢，吕坤鹏，杨雪，曹雪峰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11