[发明专利]一种高功率半导体激光器阵列线性光源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光源装置，尤其涉及一种高功率半导体激光器阵列线性光源装置，属于半导体激光器领域。

背景技术

在半导体激光器侧向泵浦固体激光器领域中，半导体激光器阵列线性光源装置是其核心部件，对应的制作技术也是半导体激光器侧向泵浦固体激光器的关键技术之一。一般而言，目前国内外有以下两种结构的半导体激光器阵列线性光源装置及其对应的侧向泵浦安装布局方法，一是如图1、图2所示，半导体激光器阵列芯片1被贴装在相对的两个金属热沉2中间，然后通过绝缘基板3安装在水冷槽4上，可以有若干个由半导体激光器阵列芯片1、金属热沉2和绝缘基板3组成的单元排成条状安装在一个水冷槽4上，各个半导体激光器阵列之间可以通过导线形成串联电连接，从而形成一个由多个半导体激光器阵列组成的线性光源，如图1，在半导体激光器侧向泵浦的固体激光器中，上述形成的半导体激光器线性光源安装在激光晶体棒5的截面圆周上，均匀分布，根据空间大小，可以在圆周上安装不同数量的线性光源，一般为3个，也可以是其他数量，所有线性光源的半导体激光器阵列芯片的发光方向都指向激光晶体5的轴心，由于半导体激光器阵列芯片的特殊结构使其快轴方向的发散角比较大，为了使激光晶体有效吸收半导体激光器发射的泵浦光，因此半导体激光器阵列线性光源的出光口离激光晶体5不能太远，因此，在激光晶体截面圆周上，可以安装如图2结构的线性光源的个数非常有限，无法通过增加泵浦光源的数量提升泵浦功率，并且如图2所示的半导体激光器阵列线性光源结构复杂，制作工艺难度高；另一种如图3、图4所示，半导体激光器阵列芯片1贴装在双面金属化的陶瓷基板6上，该陶瓷基板6具有优良的导热特性，然后安装在水冷槽4上，可以有若干个由半导体激光器阵列芯片1、陶瓷基板6组成的单元排成条状安装在一个水冷槽4上，各个半导体激光器阵列之间可以通过金丝导线串联电连接，成为一个由多个半导体激光器阵列组成的线性光源，如图3，在半导体激光器侧向泵浦的固体激光器中，半导体激光器线性光源安装在激光晶体棒5的截面圆周上，均匀分布，由于这种半导体激光器线性光源组成结构相对简单，所占空间也相对较小，因此在激光晶体5截面圆周上安装密度可以更大些，如6个等，也可以是其他数量，所有线性光源的半导体激光器阵列芯片的发光方向都指向激光晶体5的轴心，如图4所示的半导体激光器阵列线性光源为非对称结构，要保证激光器阵列新片的发光方向对准激光器晶体棒的轴心，在安装工艺上，难度更高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术制作复杂和安装难度大的缺点，提供了一种结构结构紧凑、更为节省、安装简单，且可提高输出功率的高功率半导体激光器阵列线性光源装置。

本发明所述的一种高功率半导体激光器阵列线性光源装置，包括一个横截面为对称梯形的水冷槽、至少四个双面金属化的陶瓷基板和至少四个半导体激光器阵列芯片，所述至少四个陶瓷基板沿水冷槽轴线对称设于水冷槽两侧的梯形斜面上，所述每个陶瓷基板上设有一个半导体激光器阵列芯片。

进一步，所述阵列芯片的正级面与陶瓷基板表面贴合并电连通，所述阵列芯片发光腔面边缘与陶瓷基板边缘以及水冷槽斜面上边缘对齐。

进一步，所述阵列芯片与陶瓷基板焊接在一起，所述陶瓷基板与水冷槽焊接焊接在一起。

进一步，所述阵列芯片与陶瓷基板和陶瓷基板与水冷槽的焊接采用金属焊料。

进一步，所述位于水冷槽两侧的阵列芯片中，位于同侧的阵列芯片相互串联。

进一步，所述阵列芯片通过金丝导线串联。

进一步，所述陶瓷基板采用高导热陶瓷制成。

进一步，所述两个相邻的陶瓷基板之间设有间距。

本发明的有益效果是：

采用本发明技术方案实现了在一个水冷槽上安装两排线性光源，提高了一个半导体激光器阵列线性光源装置的输出功率，在激光晶体棒截面圆周附近空间上，实现了更高密度地半导体激光器阵列线性光源作为侧向泵浦光源安装，同时由于结构更为紧凑，原材料也更节省，成本更低廉。梯形水冷槽两侧斜面上的半导体激光器阵列芯片出射轴方向在空间中相交，该交点既为应用半导体激光器阵列线性光源装置作为侧向泵浦光源的固体激光器的激光晶体棒的轴心，因此，在激光晶体棒截面圆周的附近空间上安装侧向泵浦光源的方法非常简单。

附图说明

图1为现有技术中线性光源装置应用结构示意图；

图2为现有技术中线性光源装置截面结构示意图；

图3为现有技术中线性光源装置作为侧向泵浦光源的固体激光器腔体截面结构示意图；