[发明专利]含有致冷芯片的光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及发光装置。具体来说，本发明是一种可以产生均匀光度，以及低发散性，频带宽较窄的发光装置。更具体来说，本发明的发光装置是包含致冷芯片和至少一个激光二极管芯片以及至少一个发光二极管芯片的发光装置。

背景技术

激光二极管具有体积小，效益高，消耗功率小，使用寿命高，并且容易由电流大小来调制其输出功率的优点。而其应用范围与波长相关，短波长(390～950纳米)的激光主要用于光盘驱动器，激光打印机，条码机，扫描仪等光信息和显示用途，而长波长(980～1500纳米)的激光主要用于光纤通信。激光二极管发光特性为椭圆形出光，且低发散性，高强度，且频带宽较窄，相干性高。

而激光二极管所发出的光源，频带宽较窄，相位一致，当光束投射到目标区域时，将因干涉造成点状分布。另一方面，激光二极管的注入电流必须大于临界电流密度，临界电流密度与界面温度有关，并且间接影响效益。高温操作时，临界电流提高，效益降低，甚至损坏元件。

而发光二极管亮度高，散热效率高，使用寿命长，经常应用于针对电子标志与记号，显示照明，高亮度显示器等等。

发光二极管发出的光谱频带宽较宽，因此当发光二极管光源投射在目标区域时，光度在目标区域均匀分布，并不会产生点状分布的现象。

激光二极管芯片与发光二极管芯片所发出的光源在应用上具有互补性。因此本发明希望解决的问题在于，如何使照明装置在应用时，在数据处理或通信应用的场合，提供频带宽较窄，相位一致的光数，而又能在需要照明时，提供光度均匀的照明，提供适当的光谱照明。

传统用于照明装置的散热方式，激光二极管芯片下方用焊接(或导热膏)与次衬底(Submount)连接，往下再连接散热块，如美国专利公开号US2005/0265410。

所以，本发明的目的主要在于进一步解决发光装置的散热问题，以使高密度的排列的照明芯片在使用期间不因发光产生的增温而影响发光性能。

发明内容

本发明的一目的在于如何使照明装置在应用时，针对光谱频带宽的需求，提供适当的光谱照明，以及在使用期间，不因发光产生的增温而影响发光性能。

本发明揭示一种发光装置，在发光装置上至少包含一致冷芯片；而在所述致冷芯片上，具有一个或一个以上激光二极管芯片，和一个或一个以上发光二极管芯片，其中至少一个激光二极管芯片和一个发光二极管芯片配置于所述致冷芯片上。

使应用于需要极窄光谱频带宽的应用时，能够具有激光二极管特性的照明。而在不需要极窄光谱频带宽的应用时，能够具有光度均匀的发光二极管特性的照明。并且在使用期间，不因发光产生的增温而影响发光性能。

附图说明

图1所示为依据本发明的第一实施例的发光装置。

图1a所示为依据发明的第一实施例的发光装置，出光方向可以平行或不平行。

图2为依据本发明的第二实施例的发光装置。

具体实施方式

根据本发明的一种优选的发光装置实施例中，可包含主基座，而所述主基座上包含致冷芯片，所述致冷芯片的两侧各具有一衬底，至少其中一侧的衬底上具有一个次基座(submount)，而所述次基座(submount)具有一个或一个以上发光二极管芯片和一个或一个以上激光二极管芯片。

图1所示为第一实施例，发光装置10在发光装置上具有致冷芯片(TE cooler)11，致冷芯片的两侧各具有一衬底12，在致冷芯片的其中一侧衬底上具有一个或一个以上次基座13，并与激光二极管芯片14和发光二极管芯片15相接，即一致冷芯片上具有激光二极管芯片14和发光二极管芯片15，使激光二极管芯片14与发光二极管芯片15的散热途径相同。

所述致冷芯片两侧的衬底12材料可以用氧化铝板，金属衬底，塑胶衬底，半导体衬底(例如：硅)，氧化锌衬底或软性衬底。其中所述塑胶衬底上可具有金属膜，以提高散热性能，或具有金属线路，除了提高散热性能外，还可将控制电路嵌于衬底内，进一步使控制电路集成在其上，以达到减小构装体积的功效。类似地，在半导体衬底，氧化铝衬底，氧化锌衬底，玻璃衬底，软性衬底上也可具有金属薄膜或金属线路。

而激光二极管芯片和发光二极管芯片用焊料或粘合剂而附着于致冷芯片。一般来说，粘合剂含有导电材料，如银胶，炭胶等。

激光二极管14在致冷芯片的衬底上至少具有第一方向的发光方向，发光二极管15在致冷芯片的衬底上至少具有第二方向的发光方向，所述第一发光方向与第二发光方向可由致冷芯片的衬底的形状设计决定。所述第一方向与所述第二方向可以为平行或不平行，如图1a所示。