一种一体式半导体激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种一体式半导体激光器，包括密封连接的激光器模组和光学整形模组，其中，激光器模组包括水通道热沉和半导体激光芯片，半导体激光芯片安装在水通道热沉的前端表面，水通道热沉的内部设置有散热水通道，水通道热沉的设置有进水口水嘴和出水口水嘴，进水口水嘴和出水口水嘴分别与散热水通道的两端联通，水通道热沉的相对侧壁上分别开设有凹陷的TEC制冷片安装槽；光学整形模组包括光锥晶体和晶体支架，晶体支架的一端固定连接至水通道热沉的前端，使得光锥晶体能够对来自半导体激光芯片的激光进行光束整形。该半导体激光器采用一体式设计，激光可直接经过光锥晶体进行光束整形，减少激光功率损失，且便于小型化设计。

An integrated semiconductor laser

【技术实现步骤摘要】
一种一体式半导体激光器
本技术属于激光器
，具体涉及一种一体式半导体激光器。
技术介绍
半导体激光器具有体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、成本低的优点，目前已经广泛应用于国民经济的各个领域，比如激光泵浦、医疗以及工业加工领域。现有半导体激光器设计均采用简单独立功能的模式，即仅包括激光模组，仅具有通电产生激光的功能。激光模组需要再装配到具有密闭性的壳体内部，出光窗口采用平面光学镜片，且使用胶水粘接在壳体窗口处，并要求具有一定的密封效果。现有激光器功能单一，客户在使用过程中需要另外配置光学整形组件、制冷散热组件、循环水冷却转接底座组件等。这些组件在设计上非常冗杂，且在最后的装配中造成不少的麻烦，并且各组件在组装后产品整体的性能效果参差不齐。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种一体式半导体激光器。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本技术提供了一种一体式半导体激光器，包括密封连接的激光器模组和光学整形模组，其中，所述激光器模组包括水通道热沉和半导体激光芯片，所述半导体激光芯片安装在所述水通道热沉的前端表面，所述水通道热沉的内部设置有散热水通道，所述水通道热沉的设置有进水口水嘴和出水口水嘴，所述进水口水嘴和所述出水口水嘴分别与所述散热水通道的两端联通，所述水通道热沉的相对侧壁上分别开设有凹陷的TEC制冷片安装槽；所述光学整形模组包括光锥晶体和晶体支架，所述光锥晶体的至少一部分固定在所述晶体支架内部，所述晶体支架的一端固定连接至所述水通道热沉的前端，使得所述光锥晶体能够对来自所述半导体激光芯片的激光进行光束整形。在本技术的一个实施例中，所述TEC制冷片安装槽内可拆卸地安装有TEC制冷片。在本技术的一个实施例中，所述TEC制冷片安装槽的尺寸为31×31×0.5mm，设置有尺寸为30×30×0.5mm的TEC制冷片。在本技术的一个实施例中，所述晶体支架为两端开口的中空形状，包括一体成型的固定部和晶体支撑部，其中，所述固定部套在所述水通道热沉的前端并紧固，所述晶体支撑部与所述光锥晶体具有相同的锥度，所述光锥晶体的至少一部分通过固化胶固定在所述晶体支撑部的内部，使得所述光锥晶体位于所述半导体激光芯片的出光面前端。在本技术的一个实施例中，所述固定部与所述水通道热沉的接触面之间设置有密封圈。在本技术的一个实施例中，所述光锥晶体的中轴线与所述半导体激光芯片的出光面重合。在本技术的一个实施例中，所述光锥晶体的两端均设置有增透镀膜。在本技术的一个实施例中，所述进水口水嘴和所述出水口水嘴均采用宝塔式形状。在本技术的一个实施例中，所述水通道热沉的后端设置有激光器正极引线和激光器负极引线，其中，所述激光器正极引线连接至所述半导体激光芯片的正极面，所述激光器负极引线连接至所述半导体激光芯片的负极面。在本技术的一个实施例中，所述水通道热沉为无氧铜材质，所述晶体支架为铝合金材质。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1、本技术的半导体激光器采用一体式设计，包括密封连接的激光器模组和光学整形模组，激光器模组产生的激光可以直接经过光学整形模组进行光束整形，减少了激光的功率损失，且仪器结构简单，总体积较小，便于小型化设计。2、该一体式半导体激光器利用激光器模组自身的散热水通道直接给TEC制冷片进行散热，能够避免新增加的水路设计负担，且由于激光器模组是纯铜材质，热传导效率高，冷却效果较好，进一步减缓了整个仪器水路水阻的负担。以下将结合附图及实施例对本技术做进一步详细说明。附图说明图1是本技术实施例提供的一种一体式半导体激光器的截面示意图；图2是本技术实施例提供的一种一体式半导体激光器的立体示意图；图3是本技术实施例提供的一种激光器模组的结构示意图；图4是本技术实施例提供的一种光学整形模组的结构示意图；图5是本技术实施例提供的一种一体式半导体激光器的光束整形示意图。附图标记说明：1-水通道热沉；2-半导体激光芯片；3-散热水通道；4-进水口水嘴；5-出水口水嘴；6-TEC制冷片；7-光锥晶体；8-晶体支架；81-固定部；82-晶体支撑部；9-TEC制冷片安装槽；10-激光器正极引线；11-激光器负极引线；12-密封圈。具体实施方式为了进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本技术提出的一种一体式半导体激光器进行说明。有关本技术的前述及其他
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本技术的技术方案加以限制。应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。请参见图1和图2，图1是本技术实施例提供的一种一体式半导体激光器的截面示意图，图2是本技术实施例提供的一种一体式半导体激光器的立体示意图。本实施例的一体式半导体激光器包括密封连接的激光器模组和光学整形模组，其中，所述激光器模组用于在通电的条件下产生激光，所述光学整形模组用于对产生的激光光束进行整形，将发散角较大的光束进行反射收拢。具体地，所述激光器模组包括水通道热沉1和半导体激光芯片2，半导体激光芯片2安装在水通道热沉1的前端表面，位置居中，用于在通电的条件下产生激光光束。在本实施例中，半导体激光芯片2的功率可以高达1200W，半导体激光芯片2通过螺钉固定在水通道热沉1的前端。半导体激光器芯片2可以为单发光单元半导体激光器芯片或者多发光单元半导体激光器芯片，半导体激光器芯片2的个数可以为1个或者多个，多个半导体激光器芯片的电联接方式为串联或者并联的电联接方式。水通道热沉1的内部设置有散热水通道3，水通道热沉1的下端设置有进水口水嘴4和出水口水嘴5，进水口水嘴4和出水口水嘴5分别与散热水通道3的两端联通。进水口水嘴4和出水口水嘴5可以直接外接水管，供应冷却水，使得冷却水在水通道热沉1内部的散热水通道3中循环，以对半导体激光芯片2进行冷却。在本实施例中，如图1所示，进水口水嘴4和出水口水嘴5均采用宝塔式形状，即包括多个朝向水通道热沉1的主题部分倾斜的周向齿，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式半导体激光器，其特征在于，包括密封连接的激光器模组和光学整形模组，其中，/n所述激光器模组包括水通道热沉(1)和半导体激光芯片(2)，所述半导体激光芯片(2)安装在所述水通道热沉(1)的前端表面，所述水通道热沉(1)的内部设置有散热水通道(3)，所述水通道热沉(1)的设置有进水口水嘴(4)和出水口水嘴(5)，所述进水口水嘴(4)和所述出水口水嘴(5)分别与所述散热水通道(3)的两端联通，所述水通道热沉(1)的相对侧壁上分别开设有凹陷的TEC制冷片安装槽(9)；/n所述光学整形模组包括光锥晶体(7)和晶体支架(8)，所述光锥晶体(7)的至少一部分固定在所述晶体支架(8)内部，所述晶体支架(8)的一端固定连接至所述水通道热沉(1)的前端，使得所述光锥晶体(7)能够对来自所述半导体激光芯片(2)的激光进行光束整形。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体式半导体激光器，其特征在于，包括密封连接的激光器模组和光学整形模组，其中，
所述激光器模组包括水通道热沉(1)和半导体激光芯片(2)，所述半导体激光芯片(2)安装在所述水通道热沉(1)的前端表面，所述水通道热沉(1)的内部设置有散热水通道(3)，所述水通道热沉(1)的设置有进水口水嘴(4)和出水口水嘴(5)，所述进水口水嘴(4)和所述出水口水嘴(5)分别与所述散热水通道(3)的两端联通，所述水通道热沉(1)的相对侧壁上分别开设有凹陷的TEC制冷片安装槽(9)；
所述光学整形模组包括光锥晶体(7)和晶体支架(8)，所述光锥晶体(7)的至少一部分固定在所述晶体支架(8)内部，所述晶体支架(8)的一端固定连接至所述水通道热沉(1)的前端，使得所述光锥晶体(7)能够对来自所述半导体激光芯片(2)的激光进行光束整形。


2.根据权利要求1所述的一体式半导体激光器，其特征在于，所述TEC制冷片安装槽(9)内可拆卸地安装有TEC制冷片(6)。


3.根据权利要求2所述的一体式半导体激光器，其特征在于，所述TEC制冷片安装槽(9)的尺寸为31×31×0.5mm，设置有尺寸为30×30×0.5mm的TEC制冷片(6)。


4.根据权利要求1所述的一体式半导体激光器，其特征在于，所述晶体支架(8)为两端开口的中空形状，包括一体成型的固定部(81)和晶体支撑部(82)，其中，
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯友良，宋庆学，李晨，张滨，
申请(专利权)人：西安镭特电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61