一种微型激光模组的封装方法技术

一种微型激光模组的封装方法。本发明专利技术提供了一种微型激光模组的制作方法，包括：步骤1，将一个激光晶体和一个非线性晶体以及一个或者多个定距元件通过光胶或者胶合的方法结合在一起，以形成第一结构体；步骤2，通过焊接或者胶合的方式将第一结构体装配在一个导热衬底上，以形成第一激光模组。本发明专利技术将激光晶体和非线性晶体分离地固定在热导衬底上形成激光模组，同时通过若干定距元件来分别调节腔长和非线性晶体位置以优化激光模组的工作性能，因而在缩小激光模组的体积的同时保证了较高的工作性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光
，更具体地，涉及一种微型激光模组的制作方法。
技术介绍
近来，激光显示技术由于需求的急剧增长而吸引了大量的关注。但是，缺少高亮度的绿光激光光源成为限制激光显示市场成长的一个关键问题。虽然红色和蓝色的半导体二极管已经成熟并且在显示设备中得到广泛应用，并且最近绿色半导体激光器技术已经取得了一定的进展，但是已报道的研究结果还远远不能满足激光显示的要求。半导体绿色激光器距离批量的商业化应用还有一段较长的距离。因此，低成本微型绿光光源成为目前激光显示产业发展的技术瓶颈。为此，为推动激光显示产业的发展，各国的研究人员正全力进行绿光激光器的研究。除了从半导体激光器直接产生绿光外，当前最常用也最成熟的获得绿色激光的技术是使用非线性光学晶体将全固态激光器产生的1064nm的红外光倍频为532nm的绿光。倍频绿光激光器通常分为单通倍频和腔内倍频两种类型，单通倍频由于需要的非线性光学晶体长，体积大，并且温度控制要求严格，不适合应用于消费类产品中。当前开发激光显示用绿光激光器主要集中在腔内倍频的结构上。对于用于倍频技术的非线性晶体来说，目前国际/国内上商用的二极管泵浦全固态(DPSS)绿光激光器主要采用的是KTP或LBO这两种非线性晶体。其中KTP晶体由于非线性系数较大、价格低廉而在市场上有广泛的应用。但使用KTP晶体的DPSS绿光技术存在两种缺陷，一是灰迹效应导致高功率下使用寿命的不稳定性从而只能应用在低功率绿光激光器。抗灰迹的KTP尽管已有商品化的产品，但价格昂贵。二是其绿光输出的偏振态会随着温度的变化而变化，这种变化在使用LCOS(Liquid Crystal on Silicon)做为显示面板的时候，会引起严重的功率变化问题。LBO晶体的抗损伤阈值高，可以用于产生出高功率的绿光，但是由于LBO晶体非线性系数小，因此即使在激光显示所需要的中小功率的绿光激光器中，所采用的晶体长度往往也要大于10毫米，这使得基于LBO技术的激光器体积太大而不能够应用于激光显示行业。另外基于LBO和KTP晶体的绿光激光器的价格比激光显示行业所能够接受的价格高出几十倍。因此激光显示产业迫切需求紧凑、低成本、高效率、高输出功率的绿光激光器。近年来，由于周期性极化技术的不断发展，基于准相位匹配(QPM)的各种周期性极化晶体被广泛用于倍频或其他波长变换领域。其中掺氧化镁周期性极化反转铌酸锂(MgO:PPLN)由于具有抗损伤阈值高、非线性系数大、成本低并且适合大规模工业化生产等优点而被认为是激光显示产业需要的紧凑高效的绿光激光器的最佳选择。从结构上来说，通过激光晶体和非线性晶体通过胶合或者光胶技术结合而成的微芯片结构具有体积小成本低的特点，但基于KTP晶体的微芯片会受制于走离角和灰迹效应的影响，仅适合于产生小于IOOmW的绿光，并且成本较高；尽管基于MgO = PPLN的微芯片能够产生200mW以上的绿光，并且通过减小MgO = PPLN晶体的长度能够获得较大的温度冗余，但却依然无法满足便携式激光投影装置急需的300-1000mW之间的、高效率、小体积的要求。并且，为了优化DPSS激光器的性能，DPSS激光器的谐振腔需要精心选择，但是对于基于胶合或者光胶技术的微芯片D PSS激光器来说，其谐振腔没有可以调节的余量。虽然通过分立的激光晶体和非线性晶体组合而成的DPSS激光器可以产生大于IW的绿光，但这些高效的分立式的DPSS绿色激光器需要复杂的封装结构才能实现，例如，在激光封装中要使用到激光二极管、聚焦镜、激光晶体，非线性晶体和输出耦合镜等元件。因此，想要实现低成本地大批量制造如此复杂的绿色激光装置当前是不现实的。此外，用于产生绿色激光的分立式DPSS激光器结构具有较大的体积，并不适用于激光显示领域。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种激光模组的制作方法，以解决现有技术中激光模组体积大，成本高，封装复杂的问题。为解决上述的技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种激光模组的制作方法，包括:步骤1，将一个激光晶体和一个非线性晶体以及一个或者多个定距元件按照一定的顺序结合在一起以形成第一结构体；步骤2，将所述第一结构体装配在衬底上，以形成一个激光模组。进一步地，在步骤I中，将定距元件通过光胶或胶合的方式与激光晶体和/或非线性晶体连接。进一步地，在步骤2中，将第一结构体通过焊接或者胶合的方式与衬底连接。进一步地，使用一个定距元件时，其位置可以位于激光晶体和非线性晶体之间，或者非线性晶体位于激光晶体和定距元件之间，或者激光晶体位于非线性晶体和定距元件之间。进一步地，使用两个定距元件时，其中一个定距元件位于激光晶体和非线性晶体之间，另外一个位于激光晶体之前，或者位于非线性晶体之后。进一步地，使用三个定距元件时，其中一个定距元件位于激光晶体和非线性晶体之间，另外两个定距元件分别位于激光晶体之前和非线性晶体之后。进一步地，衬底是导热衬底。进一步地，非线性晶体可以是掺氧化镁的PPLN，PPLT，PPSLT，PPKTP，KTP，BBO，BIBO或 LB0。进一步地，非线性晶体中掺杂可以是摩尔百分含量为5%的氧化镁。进一步地,激光晶体可以是掺钕钥;酸乾、掺钕钥;酸礼或掺钕乾招石槽石。进一步地，激光晶体中掺杂可以是分子百分含量为0.5-3%的Nd3+离子。进一步地，定距元件可以是与激光晶体相同的材料，或者与非线性晶体相同的材料，也可以是其它材料。进一步地，激光晶体的长度为0.5-5_，非线性晶体的长度为0.5-5_，定距元件的长度为0.5-10mm。进一步地，定距元件包括两个平行的结合面，激光晶体和非线性晶体分别与一个结合面连接，以使激光晶体和所述非线性晶体的入射面及出射面之间相互平行且与激光束的方向垂直。本专利技术将激光晶体和非线性晶体一起固定在热导型衬底上以形成激光模组，同时通过若干定距元件来分别调节腔长和非线性晶体位置以优化激光模组的工作性能，因而在缩小激光模组的体积的同时保证了较高的工作性能。通过本专利技术，我们将能同时优化激光晶体、非线性晶体和激光谐振腔的长度，使激光模组获得最优的输出特性。【附图说明】构成本申请的一部分附图仅用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1示意性示出了本专利技术中的激光模组的制作方法的流程图；图2示意性示出了本专利技术中的未安装衬底时的第一个实施例的示意图；图3示意性示出了本专利技术中的未安装衬底时的第二个实施例的示意图；图4示意性示出了本专利技术中的未安装衬底时的第三个实施例的示意图；图5示意性示出了安装了衬底时的激光模组的结构示意图；图6示意性示出了安装了金属壳体时的激光模组的结构示意图；图中附图标记:10、第一激光模组；11、激光晶体；12、非线性晶体；13、定距元件；14、衬底；15、粘结层；20、金属壳体。具体实施方案以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本专利技术提供了一种激光模组的制作方法，如图1所示，制作方法包括:步骤1，将激光晶体11和非线性晶体12通过一个或者多个定距元件13固定以形成第一结构体。具体地说，可将定距元件13通过光胶或者胶合的方式与激光晶体11和/或非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型激光模组的封装方法，其特征在于，所述制作方法包括：步骤1，将一个激光晶体(11)和一个非线性晶体(12)以及一个或者多个定距元件(13)按照一定的顺序结合在一起以形成第一结构体。步骤2，将所述第一结构体装配在衬底(14)上，以形成一个激光模组。

【技术特征摘要】
1.一种微型激光模组的封装方法，其特征在于，所述制作方法包括: 步骤1，将一个激光晶体(11)和一个非线性晶体(12)以及一个或者多个定距元件(13)按照一定的顺序结合在一起以形成第一结构体。 步骤2，将所述第一结构体装配在衬底(14)上，以形成一个激光模组。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述定距元件(13)通过光胶或胶合的方式与所述激光晶体(11)和/或所述非线性晶体(12)连接。3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述的结合在一起的激光晶体(11)、非线性晶体(12)和定距元件(13)通过焊接或者胶合的方式固定在所述衬底(14)之上。4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，使用一个定距元件(13)，其位置可以位于激光晶体(11)和非线性晶体(12)之间。5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，非线性晶体(12)位于激光晶体(11)和定距元件(13)之间。6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，激光晶体(11)位于非线性晶体(12)和定距元件(13)之间。7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，使用两个定距元件(13)，其中一个定距元件(13)位于激光晶体(11)和非线性晶体(12)之间，另外一个位于激光晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐长青，苏红平，
申请(专利权)人：南京长青激光科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：