高功率二极管激光器封装中的光学损耗管理制造技术

提供一种具备改进的高温处置和可靠性的高功率二极管激光器模块，所述模块包括：外壳，其由导热材料制成且提供在多个外壳表面之间延伸的模块内部；至少一个二极管激光器，其安置于所述模块内部中且被定位以发出激光束；一个或多个光学组件，其安置于所述模块内部中且耦合到所述至少一个二极管激光器以改变所述激光束的一个或多个特性；波导，其与所述模块内部光连通且被定位以接收来自所述一个或多个光学组件的所述激光束；以及光学吸收体，其安置于所述外壳中且被定位以接收与所述激光束相关联且在所述模块内部中传播的杂散光，以吸收所述杂散光且将与所述杂散光相关联的热传导远离所述模块内部且进入所述外壳。

Optical loss management in high power diode laser packaging

【技术实现步骤摘要】
高功率二极管激光器封装中的光学损耗管理本申请是申请日为2015年12月17日，名称为“高功率二极管激光器封装中的光学损耗管理”，申请号为201510954661.2的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2014年12月17日提交的第62/093,322号美国临时专利申请的权益，所述申请通过引用方式被整体纳入本文。
本申请涉及能够产生10W或更多的激光能量的高功率二极管激光器封装。
技术介绍
二极管激光器封装中的一个效率指标是从一个或多个二极管激光器发出的光学功率的量与从所述封装输出的有用光学功率的量的比率。这种光学到光学的效率即使在通过光学设计被最大化时也会受到损耗影响，所述损耗导致在激光器封装内形成杂散光。取决于特定装置的结构和光学耦合的复杂性，所述损耗通常介于百分之几到百分之几十。激光二极管封装外壳常常由导热材料——例如铜或铝——制成，所述导热材料可用来从封装将热耦合送出以用于对流或进一步传导冷却。复杂的基于水的冷却系统可与一个或多个二极管激光器封装集成以提供封装冷却，并且尤其依赖于此以随着二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高功率二极管激光器模块，其包括：/n外壳，其由导热材料制成且提供在多个外壳表面之间延伸的模块内部；/n二极管激光器，其安置于所述模块内部中且被定位以发出激光束；/n一个或多个光学组件，其安置于所述模块内部中且耦合到所述二极管激光束以改变所述激光束的一个或多个特性；/n波导，其与所述模块内部光连通且被定位以接收来自所述一个或多个光学组件的所述激光束；以及/n光学吸收体，其对应于施加到所述外壳表面中的至少一个外壳表面的一个或多个涂层且被定位以减小所述高功率二极管激光器模块在操作期间的温度，所述光学吸收体被定位于所述外壳中以接收杂散光，所述杂散光是通过所述激光束的产生和将所述激光束耦合到所述...

【技术特征摘要】
20141217 US 62/093,3221.一种高功率二极管激光器模块，其包括：
外壳，其由导热材料制成且提供在多个外壳表面之间延伸的模块内部；
二极管激光器，其安置于所述模块内部中且被定位以发出激光束；
一个或多个光学组件，其安置于所述模块内部中且耦合到所述二极管激光束以改变所述激光束的一个或多个特性；
波导，其与所述模块内部光连通且被定位以接收来自所述一个或多个光学组件的所述激光束；以及
光学吸收体，其对应于施加到所述外壳表面中的至少一个外壳表面的一个或多个涂层且被定位以减小所述高功率二极管激光器模块在操作期间的温度，所述光学吸收体被定位于所述外壳中以接收杂散光，所述杂散光是通过所述激光束的产生和将所述激光束耦合到所述封装之外而产生的并且在所述模块内部中传播，其中，所述光学吸收体被配置为吸收所述杂散光且将与所述杂散光相关联的热传导远离所述模块内部且进入所述外壳以提高所述高功率二极管激光器模块到发生故障可靠性的平均时间和/或功率上限。


2.根据权利要求1所述的模块，其中所述光学吸收体是镍氧化物涂层。


3.根据权利要求1所述的模块，其中所述光学吸收体是选自以下各项构成的组的涂层：氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化钛、氧化镍、氧化钨或磷酸铜。


4.根据权利要求1所述的模块，其中所述光学吸收体包括所述外壳表面中的作为氧化的外壳表面的一个或多个外壳表面。


5.根据权利要求4所述的模块，其中所述外壳由铜制成且所述光学吸收体是氧化铜。


6.根据权利要求4所述的模块，其中所述一个或多个光学吸收体外壳表面包括氧化镍层。


7.根据权利要求1所述的模块，其中所述二极管激光器可操作以发出10W或更多的二极管激光器光。


8.根据权利要求1所述的模块，其中所述二极管激光器包括可操作以发出对应激光束的多个二极管激光器，且其中所述激光束被偏振多路复用。


9.根据权利要求1所述的模块，其中所述一个或多个光学组件包括：
准直光学器件，其耦合到所述激光束以提供与所述激光束相关联的快轴和慢轴准直；
转向光学器件，其被定位以改变所述激光束的方向；以及
聚焦光学器件，其被定位以将所述激光束聚焦到所述波导中。


10.一种方法，包括：
对激光二极管封装的用于所述封装内部中的杂散光的光学吸收的选定表面进行掩模，以形成选定的经掩模表面位置；
用非反应性焊料基底金属涂覆所述二极管激光器封装的表面，包括所述封装内部中的所述选定的经掩模表面位置；
移除掩模；以及
通过酸蚀刻所述二极管激光器封装的所述表面，在所述选定的经掩模表面位置的其中所述掩模被移除的地方形成光学吸收体。


11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括在掩模以形成所述选定的经掩模表面位置之前用吸收性材料涂覆所述激光二极管封装的所述表面。


12.根据权利要求11所述的方法，其中所述吸收性材料是氮化物或磷酸盐。


13.根据权利要求11所述的方法，其中所述吸收性材料是可氧化金属。


14.根据权利要求13所述的方法，其中所述可氧化金属是镍。


15.根据权利要求10所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·C·道森，W·厄尔班内克，D·M·海明威，
申请(专利权)人：恩耐公司，
类型：发明
国别省市：美国;US