[发明专利]连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，尤其涉及一种连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块，其将驱动电路板和半导体激光器管芯集成封装到一个模块里。

背景技术

脉冲式半导体激光器有着广泛的应用，例如激光测距，激光雷达，泵浦固体激光器，脉冲多普勒成像，3D图像系统，光纤测温传感器等。而高峰值功率、窄脉宽、快的上升沿可以提高传感器的分辨率。

但是随着电流脉冲变窄，脉冲信号的能量分布将向高频段转移。高频信号相对于低频信号更容易被寄生元件所消耗掉。这样随着脉宽越窄，信号能量耦合进入激光器管芯有源区的比例越小，即电能转化成光能的比例就越小，从而随着脉冲变窄激光输出功率会随之变小，且波形会因为寄生元件的存在而劣化。

实际应用中通常采用在驱动电路板上焊接封装好的激光器这种方式。但是由于这种方式电路板尺寸通常较大，且激光器管芯是通过激光器封装的管壳和电路板连接，从而带来明显的寄生效应。

为得到高峰值功率和良好波形的激光输出，需要尽量减小寄生效应带来的影响。因此将驱动放大电路和窄脉冲形成电路与激光器管芯集成在一起，这样对得到理想的电路的参数和理想的光波形输出，减少噪声干扰，提高整体可靠性都有很大好处。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块，以减小寄生效应带来的影响，得到高峰值功率和良好波形的激光输出，提高半导体激光器整体的可靠性。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块，该激光器模块由驱动电路、半导体激光器和管壳构成，该驱动电路驱动该半导体激光器发光，且该驱动电路和该半导体激光器被封装在侧面至少具有一光窗的管壳内。

上述方案中，该半导体激光器以多列直插式或单列直插式设置在该管壳内。

上述方案中，该驱动电路由方波发生器、脉冲整形电路和功率放大电路构成，方波发生器输出一定频率的方波至脉冲整形电路，脉冲整形电路输出窄脉冲至功率放大电路；该脉冲整形电路和功率放大电路采用裸芯片紧密连接到一起，以减小因走线过长而带来的信号能量损失和波形的劣化。

上述方案中，该方波发生器具有第一可调电阻R2，通过调节该第一可调电阻R2来调节输出脉冲频率；该脉冲整形电路具有第二可调电阻R3，通过调节该第二可调电阻R3来调节输出脉冲宽度。

上述方案中，该脉冲整形电路至少具有一高速mos驱动器，该功率放大电路至少具有一高速低内阻mos管。

上述方案中，该管壳由腔体和底座构成，腔体与底座焊接成具有气密性的整体。

上述方案中，该底座与半导体激光器的热沉连成一体，实现该激光模块良好的散热特性。

上述方案中，该半导体激光器模块具有多个引脚。该些引脚中，至少包括一引脚外接电阻以调节脉冲频率或脉冲宽度。该些引脚中，至少包括一电源引脚，一接地引脚和一备用引脚。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块，将驱动电路和激光器封装在一个模块里提高了集成度，实现了小型化，保证了可靠性。

2、本发明提供的这种连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块，电路上产生窄脉冲的部分采用裸芯片紧密连接，实现了窄脉冲的高效、不失真的传输，并使得电路板小型化成为可能。

3、本发明提供的这种连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块，采用外接可调电阻的方式实现了脉冲频率，脉冲宽度和脉冲幅度连续可调，方便应用，增加了易用性。

4、本发明提供的这种连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块，由于窄脉宽下功率会损失在电路连接上并且使波形劣化，相对与封装好的激光器和驱动电路板分离的工作方式，激光器模块可以大的输出功率和良好的输出光波形。

5、本发明提供的这种连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块，运用一种高速低内阻的mos管，实现了具有陡上升沿，窄脉冲的输出，由于其低内阻使得电信号能量主要加载到了激光器管芯，提高了激光器输出功率。

6、本发明提供的这种连续可调纳秒级窄脉冲半导体激光器模块，管壳再用了腔体加底座的方式，使得电路板和激光器管芯可以方便的连接到底座上，再采用储能焊接的方式，将腔体和底座焊接成一体。这使得激光器模块具有很高的气密性，保证了可靠性。