一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器的制作方法

1.本实用新型涉及半导体激光器技术领域，具体为一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器。


背景技术：

2.高功率半导体激光器是激光行业的核心组成部分，高功率半导体激光器是激光行业的核心组成部分，其有着成本低，寿命长，体积小，波长覆盖广、可靠性高等优点，在工业加工，泵浦，医疗，通信等方面都有广泛的应用前景，能否进一步提高激光输出效果是制约半导体激光器未来发展的一个重要因素，激光光束的亮度由输出功率的大小和光束质量决定，功率越大，光束质量越好，亮度就越高，半导体激光器的应用领域也更加广泛。
3.对于大功率垂直叠阵的高功率激光器产品，由于其自身量子阱波导结构的限制以及由多个半导体激光器发光单元在快轴方向的依次排列，导致半导体激光器出射光束存在不对称的较大发散角、输出光束不均衡、存在固有像散等缺点，单个发光单元在垂直于激光器芯片正表面的快轴方向的发散角通常为50-70
°
，在平行于芯片表面的慢轴方向的发散角通常为8-12
°
，发散角太大，造成了严重的光能量损失，降低了其单位面积内的功率密度，尤其表现在大功率半导体激光器阵列的集成应用中，其中快轴发散角可达50-70
°
，故而提出一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器来解决上述问题。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，具备了可以将光束准直、光斑尺寸压缩，提高单位面积内的功率密度等优点，解决了现有半导体激光器光能量损失严重，降低了其单位面积内功率密度的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述可以将光束准直、光斑尺寸压缩，提高单位面积内的功率密度的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，包括半导体激光器本体，所述半导体激光器本体的内部设置有激光组件。
8.所述激光组件包括设置于半导体激光器本体右侧的晶体座，所述晶体座的左侧设置有导光晶体，所述半导体激光器本体的内部设置有垂直叠阵激光器，所述垂直叠阵激光器的外侧设置有外壳，所述外壳的内底壁固定安装有两个光柱支架，两个所述光柱支架的相对一侧之间胶装有镀膜玻璃棒。
9.进一步的，所述外壳包括固定安装于垂直叠阵激光器底部的底板，所述底板顶部的正面和背面均固定安装有挡板，所述垂直叠阵激光器的正面和背面分别与两个挡板的相对一侧固定连接。
10.进一步的，所述晶体座与导光晶体的安装方式为胶粘或螺丝固定。
11.进一步的，所述半导体激光器本体的长度在10.0-150.0mm之间，所述导光晶体的
整体长度在10.0-300.0mm之间。
12.进一步的，所述垂直叠阵激光器包括多个激光单元，每个所述激光单元的高度在1.0-100.0mm之间，宽度在1.0-100.0mm之间，长度在1.0-100.0mm之间。
13.进一步的，所述光柱支架的高度在0.1-100.0mm之间，宽度在0.1-100.0mm之间，长度1.0-100.0mm之间。
14.进一步的，所述镀膜玻璃棒的高度在0.1-100.0mm之间，宽度在0.1-100.0mm之间，长度在0.1-100.0mm之间。
15.(三)有益效果
16.与现有技术相比，本实用新型提供了一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，具备以下有益效果：
17.该新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，通过使用镀膜玻璃棒可以有效地进行光束准直，减小发散角，使得激光光束平行传导，从而使得出光口处光斑减小，极大地改善了半导体激光器本体的光束质量，通过导光晶体和镀膜玻璃棒可以对光斑进行压缩，从而获得较小的光斑，通过凸镜的聚焦原理，镀膜玻璃棒设计合适的尺寸，使用胶装在光柱支架上，对激光芯片射出的发散光进行准直，准直后的光斑将成为平行光，因此，可采用斜度更平缓，长度更短的导光晶体进行压缩，输出光斑尺寸更小，更均匀。
附图说明
18.图1为本实用新型结构示意图；
19.图2为本实用新型结构中图1的组装图；
20.图3为激光光束通过镀膜玻璃棒传导示意图。
21.图中：1、半导体激光器本体；2、激光组件；201、晶体座；202、导光晶体；203、垂直叠阵激光器；204、外壳；2041、底板；2042、挡板；205、光柱支架；206、镀膜玻璃棒。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1-3，本实用新型提供了一种技术方案：一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，包括半导体激光器本体1，半导体激光器本体1的内部设置有激光组件2。
24.如图1和图3所示，激光组件2包括设置于半导体激光器本体1右侧的晶体座201，晶体座201的左侧设置有导光晶体202，晶体座201的左侧设置有导光晶体202，半导体激光器本体1的内部设置有垂直叠阵激光器203，垂直叠阵激光器203的外侧设置有外壳204，外壳204的内底壁固定安装有两个光柱支架205，两个光柱支架205的相对一侧之间胶装有镀膜玻璃棒206。
25.其中，外壳204包括固定安装于垂直叠阵激光器203底部的底板2041，底板2041顶部的正面和背面均固定安装有挡板2042，垂直叠阵激光器203的正面和背面分别与两个挡板2042的相对一侧固定连接，通过底板2041与两个挡板2042对垂直叠阵激光器203进行固
定。
26.另外，晶体座201与导光晶体202的安装方式为胶粘或螺丝固定，确保晶体座201安装的稳定性。
27.需要说明的是，半导体激光器本体1的长度在10.0-150.0mm之间，导光晶体202的整体长度在10.0-300.0mm之间。
28.另外，垂直叠阵激光器203包括多个激光单元，每个激光单元的高度在1.0-100.0mm之间，宽度在1.0-100.0mm之间，长度在1.0-100.0mm之间。
29.其中，激光单元制作是利用金锡焊料将激光巴条与钨铜电极焊接在宏通道热沉上，使用混合胶粘贴负极铜箔带，再使用金线连接bar条和铜箔，组成激光单元。
30.另外，将多个激光单元，使用螺丝、通水底座、正负极固定组成串联叠阵。
31.需要说明的是，光柱支架205的高度在0.1-100.0mm之间，宽度在0.1-100.0mm之间，长度1.0-100.0mm之间。
32.另外，镀膜玻璃棒206的高度在0.1-100.0mm之间，宽度在0.1-100.0mm之间，长度在0.1-100.0mm之间。
33.需要说明的是，镀膜玻璃棒206位于垂直叠阵激光器203前端，通过垂直叠阵激光器203与镀膜玻璃棒206组成带准直功能的激光模组。
34.如图1、图2和图3所示，半导体激光器本体1工作时，激光从芯片出光端面，是呈一定发散角发射出去的，称之为快轴发散角，由于存在发散角，工作距离越远，光斑发散越大，要获得较小的光斑，必须采用导光晶体202和镀膜玻璃棒206进行压缩。
35.需要说明的是，半导体激光器本体1功率较大，半导体激光器本体1出光光斑也就比较大，要获得较小的工作光斑，导光晶体202的斜度必须增加，或者导光晶体202的长度必须加长，会导致漏光及光损增大。
36.上述实施例的工作原理为：
37.该新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，在使用时，将半导体激光器本体1正负极接入电源，设定对应频率，对应脉宽，对应电流，电流流经钨铜电极、激光巴条、铜箔带，有足够的粒子数反转并在谐振腔内得到多次反馈而形成激光振荡，产生激光，电光转换损耗产生的热量通过钨铜电极，再通过热沉传递至水道区域，循环水将热量带走，达到散热目的，保证激光器正常工作，经过镀膜玻璃棒206准直后的激光平行射入导光晶体202后射出，不再发散，与未准直后的激光射入同一个结构的导光晶体202比较发现无漏光，保证了输出能量密度，通过改变导光晶体202的窗口面积和长度，对准直后的发散光进行光斑整形，单位面积内输出功率密度得到提高。
38.文中出现的电器元件均与主控器及电源电连接，主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，且现有公开的电力连接技术，不在文中赘述。
39.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，
可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，包括半导体激光器本体(1)，其特征在于：所述半导体激光器本体(1)的内部设置有激光组件(2)；所述激光组件(2)包括设置于半导体激光器本体(1)右侧的晶体座(201)，所述晶体座(201)的左侧设置有导光晶体(202)，所述半导体激光器本体(1)的内部设置有垂直叠阵激光器(203)，所述垂直叠阵激光器(203)的外侧设置有外壳(204)，所述外壳(204)的内底壁固定安装有两个光柱支架(205)，两个所述光柱支架(205)的相对一侧之间胶装有镀膜玻璃棒(206)。2.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，其特征在于：所述外壳(204)包括固定安装于垂直叠阵激光器(203)底部的底板(2041)，所述底板(2041)顶部的正面和背面均固定安装有挡板(2042)，所述垂直叠阵激光器(203)的正面和背面分别与两个挡板(2042)的相对一侧固定连接。3.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，其特征在于：所述晶体座(201)与导光晶体(202)的安装方式为胶粘或螺丝固定。4.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，其特征在于：所述半导体激光器本体(1)的长度在10.0-150.0mm之间，所述导光晶体(202)的整体长度在10.0-300.0mm之间。5.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，其特征在于：所述垂直叠阵激光器(203)包括多个激光单元，每个所述激光单元的高度在1.0-100.0mm之间，宽度在1.0-100.0mm之间，长度在1.0-100.0mm之间。6.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，其特征在于：所述光柱支架(205)的高度在0.1-100.0mm之间，宽度在0.1-100.0mm之间，长度1.0-100.0mm之间。7.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，其特征在于：所述镀膜玻璃棒(206)的高度在0.1-100.0mm之间，宽度在0.1-100.0mm之间，长度在0.1-100.0mm之间。

技术总结
本实用新型涉及半导体激光器技术领域，且公开了一种新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，包括半导体激光器本体，所述半导体激光器本体的内部设置有激光组件，所述激光组件包括设置于半导体激光器本体右侧的晶体座，所述晶体座的左侧设置有导光晶体，所述半导体激光器本体的内部设置有垂直叠阵激光器，所述垂直叠阵激光器的外侧设置有外壳，所述外壳的内底壁固定安装有两个光柱支架，两个所述光柱支架的相对一侧之间胶装有镀膜玻璃棒。该新型快轴准直的垂直叠阵半导体激光器，通过使用镀膜玻璃棒可以有效地进行光束准直，减小发散角，使得激光光束平行传导，从而使得出光口处光斑减小，极大地改善了半导体激光器本体的光束质量。量。量。


技术研发人员：华俊
受保护的技术使用者：西安欧益光电科技有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/19