一种激光器封装结构的制作方法

1.本实用新型涉及光电器件技术领域，具体涉及一种激光器封装结构。


背景技术：

2.半导体激光器，又称激光二极管，是用半导体材料作为工作介质的激光器。半导体激光器的体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。并且还可以用高达ghz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点，半导体激光器广泛应用于激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面。
3.现有专利申请号为202021496823.5的专利文献中，公开了一种半导体激光器封装结构，并具体公开了包括底座、散热层、热沉和半导体激光器，散热层安装于底座的上端，下底板的一侧形成有第一凹槽，下底板的两端外侧分别开设有进水口和出水口，第一凹槽的内部开设有第一水冷通道，第一水冷通道的两端分别与进水口和出水口连通，第一水冷通道为连续的弯曲曲线状，上盖板的一侧形成有第二凹槽，第二凹槽的内部形成有与第一水冷通道相适配的密封通道，热沉贴设于散热层，半导体激光器安装于热沉；通过上述方案，热沉与散热层相接触，散热层对半导体激光器降温效果不佳，半导体激光器在源区工作时温度升高，易导致半导体激光器发光区腔面受损，导致造成半导体激光器失效的问题，降低半导体激光器的使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种激光器封装结构，解决现有技术中半导体激光器在源区工作时温度升高，易导致半导体激光器发光区腔面受损，导致造成导体激光器失效的问题。
5.为达到上述技术目的，本实用新型采取了以下技术方案：
6.本实用新型提供一种激光器封装结构，包括基座、套筒、安装筒、热沉、半导体激光器以及光学透镜，所述套筒的一端与基座固定连接，所述安装筒固设于套筒内，所述安装筒的外壁与基座之间围合形成有散热空间，所述热沉固设于所述安装筒内且与所述安装筒的内壁相贴合，所述半导体激光器固设于热沉的顶部，所述光学透镜固设于套筒的另一端，所述光学透镜与半导体激光器的激光输出端同轴设置，所述套筒外壁间隔设有与散热空间相连通的输入端和输出端，冷却气体或液体通过所述输入端输送至散热空间内与安装筒进行热交换，以降低所述半导体激光器的工作温度。
7.在一种实施例中，所述安装筒的外侧壁间隔分布有若干散热环块。
8.在一种实施例中，所述安装筒的外底壁固设有若干散热凸起。
9.在一种实施例中，所述输入端和输出端内分别设有第一温度传感器和第二温度传感器。
10.在一种实施例中，所述套筒内位于所述安装筒与基座之间固设有隔板，所述隔板
与基座之间围合形成有安装空腔，所述隔板上固定连接有单向阀，所述安装空腔的内安装有抽气单元，所述抽气单元的进气端与单向阀相连通，所述基座上开设有若干透气孔，所述抽气单元经由所述单向阀对所述散热空间进行抽气。
11.在一种实施例中，所述单向阀包括与隔板固定连接的阀体、滚珠以及弹性件，所述阀体的两端开设有与阀体内空腔相连通的出气孔，所述滚珠和弹性件均设于空腔内，所述弹性件用于抵触滚珠封闭所述阀体一端的出气孔。
12.在一种实施例中，所述散热环块和散热凸起与安装筒一体成型。
13.在一种实施例中，所述安装筒为铜板或者合金板制成。
14.在一种实施例中，所述光学透镜为球面透镜。
15.在一种实施例中，所述光学透镜为非球面透镜。
16.与现有技术相比，本实用新型提供的一种激光器封装结构，通过套筒的一端与基座固定连接，安装筒固设于套筒内，安装筒的外壁与基座之间围合形成有散热空间，热沉固设于安装筒内且与安装筒的内壁相贴合，半导体激光器固设于热沉的顶部，光学透镜固设于套筒的另一端，光学透镜与半导体激光器的激光输出端同轴设置，套筒外壁间隔设有与散热空间相连通的输入端和输出端，冷却介质经由输入端输送至散热空间后，从输出端输出，冷却介质可与安装筒进行热交换，带走半导体激光器工作时的热量，散热效果较佳，延长了半导体激光器的使用寿命。
附图说明
17.图1是本实用新型提供的一种激光器封装结构的结构示意图；
18.图2是本实用新型一种激光器封装结构的剖视图；
19.图3是本实用新型图2中a的放大示意图；
20.图4是本实用新型安装筒的结构示意图。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.请参阅图1至图4，本实用新型提供一种激光器封装结构。该激光器封装结构主要用于降低半导体激光器工作时的温度，避免半导体激光器在源区工作时温度升高，易导致半导体激光器发光区腔面受损，导致造成器件失效的情况。
23.在本具体实施例中，一种激光器封装结构，包括基座1、套筒2、安装筒3、热沉4、半导体激光器5以及光学透镜6，所述套筒2的一端与基座1固定连接，所述安装筒3固设于套筒2内，所述安装筒3的外壁与基座1之间围合形成有散热空间1a，所述热沉4固设于所述安装筒3内且与所述安装筒3的内壁相贴合，所述半导体激光器5固设于热沉4的顶部，所述光学透镜6固设于套筒2的另一端，所述光学透镜6与半导体激光器5的激光输出端22同轴设置，所述套筒2外壁间隔设有与散热空间1a相连通的输入端21和输出端22。
24.在实际使用过程中，当半导体激光器5开始工作时，通过将冷却气体或液体通过所述输入端21输送至散热空间1a内与安装筒3进行热交换，以降低所述半导体激光器5的工作
温度。
25.在上述方案的基础上，所述安装筒3的外侧壁间隔分布有若干散热环块31。需要说明地是，散热环块31能够增加安装筒3与冷却气体或液体的接触面积，对半导体激光器5的散热效果更好。
26.进一步地，所述安装筒3的外底壁固设有若干散热凸起32。具体地，散热凸起32与散热环块31的作用相同，同样是为了增加安装筒3与冷却气体或液体的接触面积。
27.在上述方案的基础上，所述输入端21和输出端22内分别设有第一温度传感器和第二温度传感器。
28.需要说明地是，当通过向散热空间1a内通入的冷却液体时，可通过第一温度传感器检测输送至散热空间1a内冷却液体的温度，第二温度传感器检测经由输出端22输出时的冷却液体的温度，第一温度传感器和第二温度传感器的温度差可判断半导体激光器5的发热程度，当第一温度传感器和第二温度传感器的温度差加大时，可通过提高了冷却液体流速或者是停止工作的方式，来降低半导体激光器5的发热温度。
29.在另一种实施例中，所述套筒2内位于所述安装筒3与基座1之间固设有隔板7，所述隔板7与基座1之间围合形成有安装空腔1b，所述隔板7上固定连接有单向阀8，所述安装空腔1b的内安装有抽气单元9，所述抽气单元9的进气端与单向阀8相连通，所述基座1上开设有若干透气孔11，所述抽气单元9经由所述单向阀8对所述散热空间1a进行抽气。
30.需要说明地是，为了增加激光器封装结构降温的多样性，通过抽气单元9对单向阀8进行抽气，使得气体经由输入端21和输出端22进入至安装空腔1b内，对安装筒3进行散热，换热后的气体再经由透气孔11输出。
31.在本具体实施例中，所述单向阀8包括与隔板7固定连接的阀体81、滚珠82以及弹性件83，所述阀体81的两端开设有与阀体81内空腔相连通的出气孔，所述滚珠82和弹性件83均设于空腔内，所述弹性件83用于抵触滚珠82封闭所述阀体81一端的出气孔。
32.具体地，当抽气单元9对单向阀8进行抽气时，滚珠82压缩弹性件83，开启出气孔，使得散热空间1a与安装空腔1b相连通。
33.进一步地，所述散热环块31和散热凸起32与安装筒3一体成型。在本具体实施例中，散热环块31和散热凸起32与安装筒3的材质相同，所述安装筒3为铜板制成，当然也可以为合金板制成。
34.其中，所述光学透镜6为球面透镜。当然，所述光学透镜6也可以为为非球面透镜，光学透镜6可以起到汇聚光的作用。
35.与现有技术相比，本实用新型提供的一种激光器封装结构，通过套筒的一端与基座固定连接，安装筒固设于套筒内，安装筒的外壁与基座之间围合形成有散热空间，热沉固设于安装筒内且与安装筒的内壁相贴合，半导体激光器固设于热沉的顶部，光学透镜固设于套筒的另一端，光学透镜与半导体激光器的激光输出端同轴设置，套筒外壁间隔设有与散热空间相连通的输入端和输出端，冷却介质经由输入端输送至散热空间后，从输出端输出，冷却介质可与安装筒进行热交换，带走半导体激光器工作时的热量，散热效果较佳，延长了半导体激光器的使用寿命。
36.以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用
新型权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种激光器封装结构，其特征在于，包括基座、套筒、安装筒、热沉、半导体激光器以及光学透镜，所述套筒的一端与基座固定连接，所述安装筒固设于套筒内，所述安装筒的外壁与基座之间围合形成有散热空间，所述热沉固设于所述安装筒内且与所述安装筒的内壁相贴合，所述半导体激光器固设于热沉的顶部，所述光学透镜固设于套筒的另一端，所述光学透镜与半导体激光器的激光输出端同轴设置，所述套筒外壁间隔设有与散热空间相连通的输入端和输出端，冷却气体或液体通过所述输入端输送至散热空间内与安装筒进行热交换，以降低所述半导体激光器的工作温度。2.根据权利要求1所述的一种激光器封装结构，其特征在于，所述安装筒的外侧壁间隔分布有若干散热环块。3.根据权利要求2所述的一种激光器封装结构，其特征在于，所述安装筒的外底壁固设有若干散热凸起。4.根据权利要求1所述的一种激光器封装结构，其特征在于，所述输入端和输出端内分别设有第一温度传感器和第二温度传感器。5.根据权利要求1所述的一种激光器封装结构，其特征在于，所述套筒内位于所述安装筒与基座之间固设有隔板，所述隔板与基座之间围合形成有安装空腔，所述隔板上固定连接有单向阀，所述安装空腔的内安装有抽气单元，所述抽气单元的进气端与单向阀相连通，所述基座上开设有若干透气孔，所述抽气单元经由所述单向阀对所述散热空间进行抽气。6.根据权利要求5所述的一种激光器封装结构，其特征在于，所述单向阀包括与隔板固定连接的阀体、滚珠以及弹性件，所述阀体的两端开设有与阀体内空腔相连通的出气孔，所述滚珠和弹性件均设于空腔内，所述弹性件用于抵触滚珠封闭所述阀体一端的出气孔。7.根据权利要求3所述的一种激光器封装结构，其特征在于，所述散热环块和散热凸起与安装筒一体成型。8.根据权利要求1所述的一种激光器封装结构，其特征在于，所述安装筒为铜板或者合金板制成。9.根据权利要求1所述的一种激光器封装结构，其特征在于，所述光学透镜为球面透镜。10.根据权利要求1所述的一种激光器封装结构，其特征在于，所述光学透镜为非球面透镜。

技术总结
本实用新型涉及光电器件技术领域，具体为一种激光器封装结构，包括基座、套筒、安装筒、热沉、半导体激光器以及光学透镜，套筒的一端与基座固定连接，安装筒固设于套筒内，安装筒的外壁与基座之间围合形成有散热空间，热沉固设于安装筒内且与安装筒的内壁相贴合，半导体激光器固设于热沉的顶部，光学透镜固设于套筒的另一端，光学透镜与半导体激光器的激光输出端同轴设置，套筒外壁间隔设有与散热空间相连通的输入端和输出端。解决现有技术中半导体激光器在源区工作时温度升高，易导致半导体激光器发光区腔面受损，导致造成导体激光器失效的问题。问题。问题。


技术研发人员：杨明 刘亮 罗浩
受保护的技术使用者：湖北冠升光电科技有限公司
技术研发日：2023.02.22
技术公布日：2023/7/20