[实用新型]光学模块设备

说明书

相关申请的参考 

本申请要求于2012年12月31日提交的题为“LASER PACKAGE HAVING MULTIPLE EMITTERS CONFIGURED ON A SUPPORTMEMBER(具有构造在支撑件上的多个发射器的激光封装)”的美国申请第13/732,233号的优先权，其公开内容出于所有目的而全部结合于此以供参考。 

技术领域

本实用新型通常涉及一种激光技术、以及相关设备。 

背景技术

从基于GaAs材料系统的激光二极管开始，然后移到AlGaAsP和InP材料系统，高功率直接二极管激光器已经存在几十年。最近，在短波长可见光范围内操作的基于GaN的高功率激光器已经变得更令人感兴趣。更具体地，在紫色、蓝色和最后绿色范围内操作的激光二极管由于它们在光学储存、显示系统等中的应用而引人关注。目前，在这些波长范围内操作的高功率激光二极管基于极性c-面GaN。传统的基于极性GaN的激光二极管具有许多应用，但是不幸地，该装置性能经常不充分。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种用非极性或半极性含镓衬底例如GaN、AlN、InN、InGaN、AlGaN和AlInGaN等以高功率发射电磁辐射的装置。在各种实施方式中，激光装置包括许多发射红色、绿色或蓝色电磁辐射的激光发射器，集成在衬底或背构件(back member)上。仅通过实例，可将本实用新型应用于以下应用，例如，白色照明、多色照明、平板照明、医疗、计量、激光束投影仪及其他显示器、高强度灯、光谱学、娱乐、影院、音乐及音乐会、分析欺诈检测和/或鉴别、工具、水处理、激光炫目器、瞄准目标、通信、变压、运输、水准测量、固化及其他化学处理、加热、切割和/或切除、泵送其他光学装置、其他光电装置和相关应用、以及源照明等。 

在一个特定实施方式中，本实用新型提供了一种光学模块设备(optical module apparatus)，其包括由长度、宽度和高度表征的形状因子(形状因数，form factor)。在一个实例中，该高度由小于11mm且大于1mm的尺寸表征，尽管可能存在变型。该设备具有支撑件和覆盖支撑件的编号从1到N的多个含镓及氮的激光二极管装置(laser diode device)。每个激光装置能够发射激光束，其中，N大于1。该发射可包括范围从415至485nm波长的蓝光发射、和/或范围从500至560nm波长的绿光发射。将支撑件构造为，将热能从多个激光二极管装置传送至散热器(heat sink)。该设备的自由空间具有非引导特征(non-guided characteristic)，其能够从多个激光束传递每个激光束的发射。将组合器(combiner)构造为，从多个含镓及氮的激光二极管装置接收N个入射激光束的多个激光束。组合器用来产生具有所选波长范围、光谱宽度、功率和空间构造(spatial configuration)的输出光束，其中，N大于1。在一个实例中，组合器由自由空间光学器件(free-space optics)组成，以产生一个或多个自由空间光束。至少一个入射光束由大于60％且小于100％的偏振纯度(极化纯度，polarization purity)表征。如这里使用的，术语“偏振纯度”是指，大于50％的发射的电磁辐射处于基本上相似的偏振状态，例如，横电(TE)或横磁(TM)偏振状态，但是，也可具有其他与普通含义一致的含义。在一个实例中，至少5W至200W的工作光学输出功率的特征是，来自多个激光束的输出光束。该设备还具有电输入界面(electrical input interface)，其被构造为，使电输入功率与多个激光二极管装置耦合，并具有小于4摄氏度/电瓦特电输入功率(electrical watt of electrical input power)的热阻抗，其特征是从激光装置到散热器的热路径。当在25摄氏度的基准温度下具有恒定输入电流的输出功率范围内操作时，该设备在500小时内具有小于20％的光输出功率减小。