一种半导体激光器阵列封装模组制造技术

本实用新型专利技术保护一种半导体激光器阵列封装模组，包括光窗和两个激光阵列子模组；激光阵列子模组包括基座、二级热沉和多个激光芯片；两个激光阵列子模组相对设置，并通过基座彼此连接在一起，以使光窗与两个基座构成一封闭空间，两个激光阵列子模组的多个激光芯片位于封闭空间的内部，各边发射型激光器巴条彼此平行设置，并皆朝向光窗发射激光。该技术方案一方面省略了两个独立的激光阵列模组组合时各自的额外两个盖板，另一方面无需添加额外的反射镜等用于实现光路组合压缩的光学元件，从而在获得高能量密度的输出光的同时，降低了工艺难度。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器阵列封装模组
本技术涉及光源
，特别是涉及一种半导体激光器阵列封装模组。
技术介绍
近年来，随着对半导体激光器芯片的封装要求越来越高，除了寿命、可靠性、功率和效率等以外，对激光器设计外形、体积、集成度方面也进一步提高。由于现阶段垂直腔面发射的激光器在功率、波长等方面的劣势，使其未适于用在大功率照明的应用环境下，因此，主要采用边发射激光器作为照明光源的激发光源。早年间，为了获得大功率的输出光，通常采用由多颗半导体激光器组装成的激光模组(一般称为激光Bank)，然而各个单颗半导体激光器之间的间距太大，导致整个激光模组体积较大，需要通过复杂的光路设计对光斑阵列进行压缩。为了减小激光模组体积，获得能量密度更高的出射光，有技术方案将多个边发射半导体激光器与45°反射镜封装在一个密封结构中，利用光路的反射得到“面发射”的结构，相当于在激光模组的内部完成了光斑压缩。然而，该技术方案大大降低了密封腔内部的激光芯片的集成度，且增加了反射镜器件的粘结工艺，并将光路对准的高精度要求引入到了激光模组内部，使得工艺复杂程度提高。因此，需要一种高集成度、工艺简单的半导体激光器阵列封装模组。
技术实现思路
针对上述现有技术的半导体激光器阵列结构工艺复杂、集成度低的缺陷，本技术提供一种高集成度、工艺简单的半导体激光器阵列封装模组，包括光窗和两个激光阵列子模组；所述激光阵列子模组包括基座、二级热沉和多个激光芯片，各所述激光芯片包括陶瓷底座及边发射型激光器巴条，所述多个激光芯片通过所述陶瓷底座连接于所述二级热沉上，所述二级热沉设置于所述基座上；所述两个激光阵列子模组相对设置，并通过所述基座彼此连接在一起，以使所述光窗与两个所述基座构成一封闭空间，所述两个激光阵列子模组的所述多个激光芯片位于所述封闭空间的内部，各所述边发射型激光器巴条彼此平行设置，并皆朝向所述光窗发射激光。在一个实施方式中，所述基座包括基座底板和基座侧壁，所述二级热沉设置于所述基座底板上，所述基座侧壁在所述基座底板上形成半包围结构，并与所述光窗将所述多个激光芯片包围在中间，所述两个激光阵列子模组于所述基座侧壁的顶部表面连接。在一个实施方式中，所述两个激光阵列子模组通过玻璃焊料密封焊接。在一个实施方式中，所述玻璃焊料为PbO-B2O3-SiO2-R2O，其中，R为Li、Na或K。在一个实施方式中，所述两个激光阵列子模组对称设置。在一个实施方式中，所述基座的材质为碳化硅、氮化铝或氧化铝。在一个实施方式中，所述基座的远离所述二级热沉的一侧设有散热结构。在一个实施方式中，所述二级热沉为铜基板，所述基座的内部底面设有金属焊盘层，所述二级热沉与所述金属焊盘层通过金属焊料焊接。在一个实施方式中，所述光窗的材质为蓝宝石、石英或玻璃。在一个实施方式中，所述基座的内部设有导电通道，所述两个激光阵列子模组的所述多个激光芯片通过所述导电通道电连接。与现有技术相比，本技术包括如下有益效果：通过将两个激光阵列子模组组合在一起，并使得两个底座构成封装模组的外壳，将各激光芯片封闭在内部，一方面省略了两个独立的激光阵列模组组合时各自的额外两个盖板，另一方面无需添加额外的反射镜等用于实现光路组合压缩的光学元件，从而在获得高能量密度的输出光的同时，降低了工艺难度。附图说明图1为本技术的半导体激光器阵列封装模组的结构示意图立体图；图2为本技术的半导体激光器阵列封装模组的结构示意图正视图；图3为本技术的半导体激光器阵列封装模组的激光阵列子模组的结构示意图立体图；图4为本技术的半导体激光器阵列封装模组的激光阵列子模组的结构示意图正视图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本技术实施例进行详细说明。本技术提供的附图仅为示例性附图，用于说明各个部件之间的位置关系，不代表实际产品的比例大小关系。请参见图1和图2，为本技术的半导体激光器阵列封装模组的结构示意图，半导体激光器阵列封装模组包括光窗300和两个激光阵列子模组(第一激光阵列子模组100和第二激光阵列子模组200)。由于两个激光阵列子模组结构相似，因此以图3和图4所示的第一激光阵列子模组100为例进行描述，第二激光阵列子模组200的结构可以参照第一激光阵列子模组。如图所示，第一激光阵列子模组100包括基座101、二级热沉102和多个激光芯片103。其中，激光芯片包括边发射型激光器巴条1032及用于承载该激光器巴条的陶瓷底座1031，各激光芯片103通过其陶瓷底座1031连接于二级热沉102上，二级热沉设置于基座上。各发射型激光器巴条彼此平行设置，且出射光方向一致。第一激光阵列子模组100与第二激光阵列子模组200相对设置，并通过基座彼此连接在一起，以使光窗300与两个基座共同构成一封闭空间，每个激光阵列子模组不再需要额外的盖板对激光芯片进行密封，既减小了体积，又使得两组激光芯片可以更加靠近。两个激光阵列子模组的激光芯片位于封闭空间的内部，从而避免外界的灰尘、水汽接触到激光芯片。第一激光阵列子模组100和第二激光阵列子模组200的激光芯片的边发射型激光器巴条彼此平行设置，并皆朝向光窗300发射激光，使得光从激光器巴条出射后无需经过额外光学元件的引导。在本实施例中，光窗的材质为蓝宝石，其对可见光的透过率良好，而且具有良好的导热性能和机械性能。进一步地，可以在光窗的内外表面镀增透膜以提高光透过率。在本技术中，光窗还可以为石英或玻璃。此外，光窗的材料可以根据激光芯片103的出光特性而进行材料的选择，例如，当激光芯片为红外半导体激光芯片时，光窗应选择对该红外波段透过性较好的材质。在本技术的其他实施方式中，光窗还可以是透明或半透明的光致发光材料，例如荧光陶瓷晶体，能够将激光芯片发出的激光至少部分地转换为其他波长的光。请继续参见图3和图4，基座101包括基座底板1011和基座侧壁1012，二级热沉102设置于基座底板1011上，基座侧壁1012在基座基板1011上形成半包围结构(类似于一个扶手沙发的结构)，并与光窗将多个激光芯片103包围在中间。以激光芯片103的发射方向为前方，则基座侧壁1012位于激光芯片的左右两侧及后方。在本实施例中，基座底板1011和基座侧壁1012实际为一体成型的结构，为了描述方便，根据位置的不同进行名称区分，并非限定两者为彼此独立的两个结构；可以理解，在本技术的其他实施方式中，基座底板与基座侧壁也可以是彼此独立的两个结构，可以通过粘接、焊接等方式连接。在图1和图2中，第一激光阵列子模组100与第二激光阵列子模组200于基座侧壁的顶部表面连接，即如图3和图4中的10121所示位置。连接方式优选为通过玻璃焊料10122密封焊接。在本技术的一个实施方式中，玻璃焊料10122为PbO-B2O3-SiO2-R2O，其中，R为Li、Na或K，该玻璃焊料的封装温度为200℃～350℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器阵列封装模组，其特征在于，包括光窗和两个激光阵列子模组；/n所述激光阵列子模组包括基座、二级热沉和多个激光芯片，各所述激光芯片包括陶瓷底座及边发射型激光器巴条，所述多个激光芯片通过所述陶瓷底座连接于所述二级热沉上，所述二级热沉设置于所述基座上；/n所述两个激光阵列子模组相对设置，并通过所述基座彼此连接在一起，以使所述光窗与两个所述基座构成一封闭空间，所述两个激光阵列子模组的所述多个激光芯片位于所述封闭空间的内部，各所述边发射型激光器巴条彼此平行设置，并皆朝向所述光窗发射激光。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器阵列封装模组，其特征在于，包括光窗和两个激光阵列子模组；
所述激光阵列子模组包括基座、二级热沉和多个激光芯片，各所述激光芯片包括陶瓷底座及边发射型激光器巴条，所述多个激光芯片通过所述陶瓷底座连接于所述二级热沉上，所述二级热沉设置于所述基座上；
所述两个激光阵列子模组相对设置，并通过所述基座彼此连接在一起，以使所述光窗与两个所述基座构成一封闭空间，所述两个激光阵列子模组的所述多个激光芯片位于所述封闭空间的内部，各所述边发射型激光器巴条彼此平行设置，并皆朝向所述光窗发射激光。


2.根据权利要求1所述的半导体激光器阵列封装模组，其特征在于，所述基座包括基座底板和基座侧壁，所述二级热沉设置于所述基座底板上，所述基座侧壁在所述基座底板上形成半包围结构，并与所述光窗将所述多个激光芯片包围在中间，所述两个激光阵列子模组于所述基座侧壁的顶部表面连接。


3.根据权利要求2所述的半导体激光器阵列封装模组，其特征在于，所述两个激光阵列子模组通过玻璃焊料密封焊接。


4.根据权利要求3所述的半...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乾，陈雨叁，
申请(专利权)人：深圳市绎立锐光科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44