[实用新型]高热负载大功率半导体激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光器件，其可在光通信、光加工、光显示等系统中作为光源使用。

背景技术

半导体激光器因其波长的扩展、高功率激光阵列的出现以及可兼容的激光导光和激光能量参数微机控制的出现而迅速发展。半导体激光器体积小、重量轻、成本低、波长可选择，其应用范围遍及的领域越来越宽广。

现有高热负载半导体激光器通常主要由管壳、设置在管壳内的制冷器、热沉以及固定在热沉上的半导体激光芯片组件组成。其中，半导体激光芯片组件一般采用C-mount封装方式，如图5所示。其包括导热基板10、固定在导热基板10上的激光芯片20、开设在导热基板10上的螺孔30以及连接激光芯片20与电源的引线40。该激光芯片组件通过螺钉固定到金属热沉(图中未显示)上，并通过引线40与电源连接实现通光。

这种C-mount封装方式，由于结构限制，导热基板10有效面积小，同时与热沉接触的面积有限，导致光功率偏小，一般只能在8W以下。而且，由于半导体激光芯片组件仅能通过一颗螺钉固定在热沉上，稳定性差，在使用过程中，激光芯片组件的位置容易发生变化，这在微米量级的光纤耦合系统中很容易导致光耦合效率下降，从而导致半导体激光器的可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而输出功率较高且功耗较小、可靠性较高的半导体激光器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高热负载大功率半导体激光器，其包括：

壳体，所述的壳体侧壁上固定安装有多个管脚；

TEC制冷器，其固定在所述管壳内；

热沉，其固定在所述的TEC制冷器上；

半导体激光器芯片组件，其粘贴在所述的热沉上，用于产生激光光源；

电路板，其连接在所述的半导体激光器芯片组件与管脚之间，用于实现电光转换；

所述的半导体激光芯片组件为基于COS封装的芯片组件，其包括散热基板和粘贴在散热基板上的激光芯片，所述的散热基板粘贴在所述的热沉上；所述的电路板为表面金属涂覆陶瓷电路板，且所述的电路板与所述的半导体激光器芯片组件之间通过连接铜片相电连接。

进一步地，所述的热沉呈“L”型，所述的半导体激光芯片组件粘贴在所述热沉竖直方向的内侧面上，所述的电路板固定在所述热沉的水平方向的内表面上。

在所述的热沉上且位于所述的半导体激光芯片组件两侧粘贴有引线端子，所述的连接铜片两端分别与所述的电路板和引线端子相接触连接，从而进一步保证了连接的可靠性，激光芯片组件的位置不会发生移动。

所述的电路板上安装有用于监控壳体内部温度的热敏电阻。

所述的电路板上还安装有用于监控所述的半导体激光芯片组件输出光功率的光电探测器。优选地，所述的光电探测器为具有监测功能的光电二极管MPD。

所述的壳体包括壳座和壳盖，且所述的壳盖上开设有镀增透膜的透光窗口，即为窗口输出。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：由于半导体激光芯片组件基于COS封装，其基板面积较大，且与热沉完全接触，使得散热效果较好，整个半导体激光器能承受较大功率激光的输出，可实现大功率激光器的制造。同时，半导体激光芯片采用粘贴的方式与热沉固定在一起，不会变形或位移，能克服机械及温度等变化带来的对产品的影响，保证了产品的可靠性。而且通过采用铜片将芯片组件与金属化陶瓷电路板相连，进一步保证了导线连接的稳定性。

附图说明

附图1为本实用新型高热负载大功率半导体激光器整体视图；

附图2为基于COS封装的半导体芯片组件；

附图3为附图1所示半导体激光器爆炸图；

附图4为附图1中半导体激光器移除壳盖后的内部结构示意图；

附图5为基于C-mount封装的半导体芯片组件；

其中：1、壳体；11、管脚12、壳座13、壳盖；131、透光窗口；

2、TEC制冷器；3、热沉；4、半导体激光器芯片组件；41、散热基板；42、激光芯片；43、引线端子；5、电路板；6、连接铜片；7、热敏电阻；8、光电探测器；

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型优选实施方案进行详细说明：

如图1、图3及图4所示的半导体激光器，其包括壳体1、设置在壳体1内的TEC制冷器2、固定位于TEC制冷器2上的热沉3、粘贴在热沉3上的半导体激光芯片组件4、用于实现电光转换的驱动电路板5，下面将对每个部分具体结构特征进行说明：