一种集成式多元器件耦合封装设备制造技术

本发明专利技术提供了一种集成式多元器件耦合封装设备，其元器件装料组件用于多种元器件的装料，元器件夹持耦合组件用于元器件的取料、移动以及耦合，激光器壳体定位组件用于激光器壳体的定位，同时将发光芯片通过光纤连接至激光器壳体的出光口，点胶固化组件用于元器件的点胶固化，耦合检测组件包括光路引导机构以及相机检测机构，光路引导机构通过多个反光镜面进行导光，使不同的元器件耦合时其出光均被相机检测机构接收，进行耦合精度检测。本发明专利技术能够在设备上依次完成半导体激光器多个元器件的耦合封装，无需更换不同设备作业，自动化程度高，显著减少了上下料以及转移物料等的用时，有效提升了半导体激光器耦合封装效率。有效提升了半导体激光器耦合封装效率。有效提升了半导体激光器耦合封装效率。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式多元器件耦合封装设备


[0001]本专利技术涉及半导体激光器
，特别涉及一种集成式多元器件耦合封装设备。

技术介绍

[0002]半导体激光器又称激光二极管，具有输出功率高、体积小、重量轻、工作寿命长、光电转换效率高等特点，目前在各个领域得到了广泛应用。单管大功率半导体激光器的出光功率目前已经可以达到50W量级以上，为进一步提高半导体激光器的输出功率，应用于更多的场合，通常选择将多个发光芯片组合排列在一起形成线阵、面阵或者叠阵的结构，然后通过对各个发光芯片输出的光进行空间组合的方式，聚焦耦合进光纤，从而实现较高光束质量的大功率输出。该类半导体激光器包括激光器壳体，激光器壳体上开设有安装光纤的出光口，激光器壳体内布设阵列分布的发光芯片，各个发光芯片的光束最终合束并耦合进入光纤作为半导体激光器的输出。其中，各光束通过偏振分光棱镜(PBS)完成合束，即其中一部分为P偏光、另一部分为S偏光，在偏振分光棱镜处完成合束。为使激光器壳体内的布置更加紧凑，通常在S偏光自身的合束路径上设置反射镜，将S偏光反射后相对于P偏光90度地射入偏振分光棱镜，从而完成偏振合束。最终，依靠出光口位置的聚焦镜汇聚至光纤。因此，偏振分光棱镜、反射镜、聚焦镜等的耦合精度均会显著影响半导体激光器的输出功率。
[0003]由上所述，半导体激光器各个元器件的耦合精度很大程度上决定了半导体激光器的封装质量，当耦合精度不合格时半导体激光器的输出功率会显著减小。现有技术中通过自动化设备，改变了先前依靠人工操作的方式耦合。然而，由于偏振分光棱镜、反射镜、聚焦镜等均需要耦合，采用现有技术中的自动化设备效率仍不高。并且这些元器件需要依靠不同的设备完成耦合封装，若采用同一设备完成全部耦合封装作业则能够显著减少上下料等的用时，提升半导体激光器耦合封装效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是，针对上述
技术介绍
中存在的不足，提供一种能够对半导体激光器多个元器件集成耦合封装的设备。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种集成式多元器件耦合封装设备，包括元器件装料组件、元器件夹持耦合组件、激光器壳体定位组件、点胶固化组件以及耦合检测组件；所述元器件装料组件用于多种元器件的装料；所述元器件夹持耦合组件用于元器件的取料、移动以及耦合；所述激光器壳体定位组件用于激光器壳体的定位，同时将发光芯片通过光纤连接至所述激光器壳体的出光口；所述点胶固化组件用于元器件的点胶固化；所述耦合检测组件包括光路引导机构以及相机检测机构，所述光路引导机构通过多个反光镜面进行导光，使不同的元器件耦合时其出光均被所述相机检测机构接收，进行耦合精度检测。
[0006]进一步地，所述元器件夹持耦合组件包括元器件夹持部，所述元器件夹持部与夹具运动平台连接，所述夹具运动平台具有多个运动自由度，所述元器件夹持部能够夹紧定
位以及负压吸附定位。
[0007]进一步地，所述元器件夹持部包括夹持电机或夹持气缸，所述夹持电机或夹持气缸用于控制相对布设的两个夹持臂，所述夹持臂的末端为夹头；
[0008]所述夹头至少包括第一夹持槽和第二夹持槽，所述第一夹持槽与所述第二夹持槽紧贴设置，且所述第一夹持槽与所述第二夹持槽的尺寸不一致，以夹持不同的元器件；所述夹头上还开设有负压吸附孔，所述负压吸附孔与负压端连接用于产生负压吸附元器件。
[0009]进一步地，所述元器件装料组件包括多个装料盘，所述装料盘分别用于装料不同的元器件，所述装料盘内形成有与对应元器件形状相适配的卡槽，以使对应元器件稳定放置。
[0010]进一步地，所述激光器壳体定位组件包括激光器壳体定位板，所述激光器壳体定位板用于对所述激光器壳体定位，所述激光器壳体定位板设置在激光器壳体定位座上，所述激光器壳体定位板能够相对于所述激光器壳体定位座旋转、调整角度；所述激光器壳体定位座与激光器壳体位移模组连接，所述激光器壳体位移模组用于驱动所述激光器壳体定位座水平运动。
[0011]进一步地，所述点胶固化组件包括点胶机构与UV固化机构，所述点胶机构、所述UV固化机构均与所述元器件夹持耦合组件连接。
[0012]进一步地，所述耦合检测组件包括第一耦合检测组件以及第二耦合检测组件，所述第一耦合检测组件用于聚焦镜、防反片以及第一反射镜的耦合封装，所述第二耦合检测组件用于偏振分光棱镜、以及第二反射镜的耦合封装。
[0013]进一步地，所述第一耦合检测组件包括第一耦合检测相机以及第一潜望镜，所述第一耦合检测相机与所述第一潜望镜均安装在第一耦合检测座上，所述第一耦合检测座与第一耦合检测位移模组连接，所述第一耦合检测位移模组用于驱动所述第一耦合检测相机调整位置、以及沿光路前后移动检测光斑。
[0014]进一步地，所述第二耦合检测组件包括第二耦合检测相机以及第二潜望镜，所述第二耦合检测相机与所述第二潜望镜均安装在第二耦合检测座上，所述第二耦合检测座与第二耦合检测位移模组连接，所述第二耦合检测位移模组用于驱动所述第二耦合检测相机调整位置、以及沿光路前后移动检测光斑。
[0015]进一步地，所述激光器壳体上依次耦合封装聚焦镜、防反片、第一反射镜、偏振分光棱镜以及第二反射镜。
[0016]本专利技术的上述方案有如下的有益效果：
[0017]本专利技术提供的集成式多元器件耦合封装设备，通过元器件装料组件、元器件夹持耦合组件、激光器壳体定位组件、耦合检测组件等针对不同元器件的适配性设置，能够在设备上依次完成半导体激光器多个元器件的耦合封装，无需更换不同设备作业，自动化程度高，显著减少了上下料以及转移物料等的用时，有效提升了半导体激光器耦合封装效率；
[0018]本专利技术的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术中半导体激光器耦合封装元器件示意图；
[0021]图3为本专利技术的元器件夹持部示意图；
[0022]图4为本专利技术的元器件夹持耦合组件及点胶固化组件示意图；
[0023]图5为本专利技术的元器件装料组件示意图；
[0024]图6为本专利技术的激光器壳体定位组件示意图(包括旋转90度状态)；
[0025]图7为本专利技术的第一耦合检测组件示意图；
[0026]图8为本专利技术的第二耦合检测组件示意图。
[0027]【附图标记说明】
[0028]100
‑
半导体激光器；101
‑
聚焦镜；102
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防反片；103
‑
第一反射镜；104
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偏正分光棱镜；105
‑
第二反射镜；106
‑
出光口；200
‑
元器件装料组件；201
‑
装料盘；202
‑
卡槽；300
‑
元器件夹持耦合组件；301
‑
元器件夹持部；302
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式多元器件耦合封装设备，其特征在于，包括元器件装料组件、元器件夹持耦合组件、激光器壳体定位组件、点胶固化组件以及耦合检测组件；所述元器件装料组件用于多种元器件的装料；所述元器件夹持耦合组件用于元器件的取料、移动以及耦合；所述激光器壳体定位组件用于激光器壳体的定位，同时将发光芯片通过光纤连接至所述激光器壳体的出光口；所述点胶固化组件用于元器件的点胶固化；所述耦合检测组件包括光路引导机构以及相机检测机构，所述光路引导机构通过多个反光镜面进行导光，使不同的元器件耦合时其出光均被所述相机检测机构接收，进行耦合精度检测。2.根据权利要求1所述的一种集成式多元器件耦合封装设备，其特征在于，所述元器件夹持耦合组件包括元器件夹持部，所述元器件夹持部与夹具运动平台连接，所述夹具运动平台具有多个运动自由度，所述元器件夹持部能够夹紧定位以及负压吸附定位。3.根据权利要求2所述的一种集成式多元器件耦合封装设备，其特征在于，所述元器件夹持部包括夹持电机或夹持气缸，所述夹持电机或夹持气缸用于控制相对布设的两个夹持臂，所述夹持臂的末端为夹头；所述夹头至少包括第一夹持槽和第二夹持槽，所述第一夹持槽与所述第二夹持槽紧贴设置，且所述第一夹持槽与所述第二夹持槽的尺寸不一致，以夹持不同的元器件；所述夹头上还开设有负压吸附孔，所述负压吸附孔与负压端连接用于产生负压吸附元器件。4.根据权利要求1所述的一种集成式多元器件耦合封装设备，其特征在于，所述元器件装料组件包括多个装料盘，所述装料盘分别用于装料不同的元器件，所述装料盘内形成有与对应元器件形状相适配的卡槽，以使对应元器件稳定放置。5.根据权利要求1所述的一种集成式多元器件耦合封装设备，其特征在于，所述激光器壳体定位组件包括激光器壳体定位板，所述激光器壳体定位板用于对所述激光器壳体定位，所述激光器壳体定位板设置在激光器壳体定位座上，所述激光器壳体定位板能够相对于所述激光器壳体定位座旋转、调整角度；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：段吉安，马著，仲顺顺，唐佳，徐聪，卢胜强，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：