[发明专利]一种半导体激光器叠阵结构

说明书

本发明提供一种半导体激光器叠阵结构，包括半导体激光列阵模块和水槽模块，水槽模块内设置完全隔离的第一水槽和第二水槽，第一水槽和第二水槽的一端分别连接外部冷水源的进水口和出水口，与进水口相连的水槽槽体上开有流入孔，与出水口相连的水槽槽体上开有流出孔，流入孔和流出孔一一对应；半导体激光列阵模块的P电极中心设置一个U型通道，U型通道的两个通道口分别与槽体上设置的流入空和流出孔相连接。本发明将已封装好的半导体激光器列阵模块集成起来，实现半导体激光器的高密度封装，实现大功率激光输出；利用大通道实现同时对每个半导体激光器列阵模块的冷却，使整个叠阵结构实现大功率激光输出，保证激光器叠阵的高可靠性稳定工作。

技术领域

本发明涉及激光器封装领域，具体涉及一种大通道半导体激光器叠阵结构。

背景技术

半导体激光器叠阵是由半导体激光器列阵芯片垂直叠放封装而成的，半导体激光器列阵芯片由很多个半导体激光器发光单元组成，这些发光单元在一个没有解理开的芯片上，形成列阵芯片（Bar条）。目前半导体激光器叠阵的封装是非常核心的技术。封装过程中列阵芯片的高精度定位和激光器工作中产生热量的及时散出是两个需要考虑的关键问题。因为在叠阵封装的过程中，还没有自动化的设备，整个过程全靠手工操作，所以成品率非常低。半导体激光器列阵芯片可以实现全自动封装，全自动封装保证了半导体激光器列阵芯片的高精度定位，从而保证成品率和可靠性。

半导体激光器叠阵散热是目前半导体激光器叠阵封装中的技术难题，因为半导体激光器叠阵的输出功率可达数千瓦，而半导体激光器的转换效率较低，所以在工作过程中就会产生很多的热量，和输出的激光功率相当，难以保证每一个半导体激光器列阵模块的良好散热，不能实现对整个叠阵的散热，叠阵的正常工作受到很大影响。

发明内容

本发明利用大通道冷却技术，提供一种大通道半导体激光器叠阵结构，可以使冷却水流通过每一个半导体激光器列阵模块，保证每一个半导体激光器列阵模块的良好散热，实现对整个叠阵的散热，保证叠阵的正常工作。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种半导体激光器叠阵结构，包括至少一个半导体激光列阵模块，所述半导体激光列阵模块包括P电极和N电极，在P电极和N电极之间封装有绝缘片和列阵芯片，所述半导体激光器叠阵结构还包括水槽模块，水槽模块内设置完全隔离的第一水槽和第二水槽，第一水槽和第二水槽的一端分别连接外部冷水源的进水口和出水口，与进水口相连的第一水槽上开有至少一个流入孔，与出水口相连的第二水槽上开有至少一个流出孔，流入孔和流出孔一一对应；所述半导体激光列阵模块的P电极中心设置一个U型通道，U型通道的两个通道口分别与槽体上设置的流入空和流出孔相连接。

所述U型通道的两个通道口处均设置螺纹，U型通道的两个通道口通过中空螺丝钉与一一对应的流入孔和流出孔相连。

所述第一水槽和第二水槽的一端分别通过铜管Ⅰ和铜管Ⅱ连接外部冷水源，所述外部冷水源为冷水机。

所述第一水槽和第二水槽由无氧铜或者陶瓷或者铝或者不锈钢加工而成。

在所述第一水槽和第二水槽的外部使用铝板或铜板或不锈钢板或陶瓷片密封形成水槽模块。

所述半导体激光列阵模块的数目与流入孔或者流出孔的数目相同。

所述半导体激光器阵列模块的P电极厚度为2-8mm。

所述半导体激光列阵模块的P电极和N电极采用无氧铜制成。

本发明的有益效果：

（1）将已封装好的半导体激光器列阵模块集成起来，实现半导体激光器的高密度封装，实现大功率激光输出；

（2）利用大通道实现了同时对每个半导体激光器列阵模块的冷却，使整个叠阵结构实现大功率激光输出，保证激光器叠阵的长期高可靠性稳定工作；