一种新型碟片激光增益器件封接方法技术

本发明专利技术涉及一种新型碟片激光增益器件封接方法，属于碟片激光器封装技术领域，封接热沉选用具有高热导率的SiC和金刚石晶体衬底，封接过程通过亲水直接键合技术实现碟片激光增益器件与晶体热沉相结合，主要包括：介质插层制备、表面清洗、表面活化、预键合和热处理等步骤，工艺简单且成本较低；该直接键合过程工艺温度低至250℃，可以有效避免退火过程中工作介质热失效；该技术借助超薄介质插层实现界面成键，有效缓解不同材料之间的晶格失配，获得高质量键合界面且材料适用范围广；该技术通过调节热处理过程参数及垫片组合，在保证实现界面紧密结合的同时有效缓解多层膜界面的残余应力问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型碟片激光增益器件封接方法，属于碟片激光器封装。

技术介绍

1、1994年，adolf giesen首次提出了碟片激光器的概念，创新性地将增益介质从传统的棒状晶体更换为圆盘状的薄片晶体，为全固态激光器功率及能量的提升开辟了一条新的途径。碟片激光器产生的高峰值功率激光可以作为高次谐波、宽谱中红外以及太赫兹产生的驱动源，同时也为强场物理的深入研究提供了便利。另一方面，由于碟片晶体很薄，在泵浦光单次通过的情况下其对泵浦光的吸收效率很低，因此需要多通泵浦模块来使泵浦光多次通过碟片晶体，从而提高碟片晶体对泵浦光的吸收效率，这不可避免的产生晶体内部热积累，严重影响器件使用寿命。此外与传统的体晶激光器相比，非常薄的增益介质产生了高效的冷却能力，选择合适的封接方法，将大大降低高泵浦功率密度下的热效应，对实现大功率超快激光器至关重要。传统改善碟片激光器封接热阻的方法为将工作介质附着在水冷散热器或采用金属热阻，但面临工艺复杂、热交换效率低以及热沉硬度低等问题，急需一种不依靠传统方法来提升碟片激光器封接热阻的新方法。

2、晶圆键合技术是指通过化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种新型碟片激光增益器件封接方法，其特征在于，包括步骤如下：

2.根据权利要求1所述的新型碟片激光增益器件封接方法，其特征在于，步骤1)中，所述的晶体热沉选用SiC或金刚石，厚度为0.3mm-2mm。

3.根据权利要求1所述的新型碟片激光增益器件封接方法，其特征在于，步骤1)中，所述的碟片增益器件选用材料平行度＜100μrad，总体均方根误差RMSE＜1/50波长的高平整度材料，优选的，选用YAG、Lu2O3、YVO4、KYW、YAB、CaF2或Sc2SiO5，厚度为0.2mm-5mm。

4.根据权利要求1所述的新型碟片激光增益器件封接方法，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种新型碟片激光增益器件封接方法，其特征在于，包括步骤如下：

2.根据权利要求1所述的新型碟片激光增益器件封接方法，其特征在于，步骤1)中，所述的晶体热沉选用sic或金刚石，厚度为0.3mm-2mm。

3.根据权利要求1所述的新型碟片激光增益器件封接方法，其特征在于，步骤1)中，所述的碟片增益器件选用材料平行度＜100μrad，总体均方根误差rmse＜1/50波长的高平整度材料，优选的，选用yag、lu2o3、yvo4、kyw、yab、caf2或sc2sio5，厚度为0.2mm-5mm。

4.根据权利要求1所述的新型碟片激光增益器件封接方法，其特征在于，步骤1)中，所述的介质插层材料选用与激光增益器件和热沉晶格失配度均＜15％且表面粗糙度＜2nm的薄膜材料，优选的，选用sio2、si、al2o3、sin或sino。

5.根据权利要求1所述的新型碟片激光增益器件封接方法，其特征在于，步骤1)中，所述的介质插层制备方法选用热氧化、ald、pecvd、lpcvd或电子束...

【专利技术属性】
技术研发人员：左致远，康汝燕，刘泽翰，李筱璇，周戬，王晓杉，李涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：