[发明专利]激光发射器模块及装配的方法

说明书

本申请是申请日为2008年12月17日，申请号为200880120841.9，发明名称为“激光发射器模块及装配的方法”的申请的分案申请。

相关申请

本申请要求2007年12月17日提交的，S.Cutillas等人的题目为“Laser Emitter Modules and Methods of Assembly”的序列号61/014,364的美国专利申请的优先权，该申请在此通过引用全部并入。

技术领域

本发明一般涉及激光发射器模块及装配的方法。

背景技术

要求光能量的应用，以及在一些实施方式中要求激光能量的应用可得益于使用固态光源，比如激光二极管这些通常可获得、操作可靠且相对划算的光源作为激光能量源。这样的装置可在单个线阵列中包括在共同的方向上同时发射激光的多个激光发射器。另外多个固态或激光发射器线阵列可布置成叠层结构，以便产生更高的功率水平。一般这种固态发射器线阵列的发射器在操作中产生大量热，它们彼此间隔开以允许充分的冷却而无需精心设计且昂贵的冷却系统。

激光二极管线阵列经常用于通信技术装置、医药应用以及其他应用比如军事应用这些期望将叠层结构中所有单个固态发射器线阵列或多个线阵列的发射器的输出耦合到单光纤或其他光导管中的应用。一些常见的光学安装过程不适合于气密封接的装配。例如，在气密封接的单元中光学部件的环氧粘着安装可能不适合于一些没有有机吸气剂的实施方式，因为从环氧材料的放气可能污染系统或系统中的光学器件。同样地，这种实施方式的散热和光学准直要求可能使得二极管线阵列难以装配和封装，在要求装配的气密封接的系统中尤其如此。

需要可以以提供有效耗散由于激光发射器线阵列的工作而产生的热量的可靠且鲁棒的结构的有效且节省成本的方式实现的封装一个或更多激光发射器线阵列的方法和装置。还需要适合于提供这种气密封接的系统的这样的方法和装置。

发明内容

一种光学设备的一些实施方式包括外壳，所述外壳具有基底、侧壁和盖子。热沉间隔物(heat sink spacer)固定到基底的内侧表面，而热沉固定到热沉间隔物的顶面。光学设备包括激光发射器线阵列，所述激光发射器线阵列固定到热沉的顶面，其中光学衬底固定到所述热沉间隔物的顶面。快轴准直器邻近激光发射器线阵列的输出表面安装到光学衬底，并配置成在快轴方向上基本上准直激光发射器线阵列的输出。导热且电绝缘的材料的层布置在激光发射器线阵列和外壳的基底之间，以便使激光发射器线阵列与外壳电绝缘。

一种光学设备的一些实施方式包括外壳，所述外壳具有基底、侧壁和盖子，其中热沉间隔物固定到基底的内侧表面。具有导热且电绝缘的材料的上层的热沉固定到热沉间隔物的顶面。激光发射器线阵列固定到热沉的导热且电绝缘的上层，且光学衬底固定到热沉间隔物的顶面。快轴准直器邻近激光发射器线阵列的输出表面安装到光学衬底，并配置成在快轴方向上基本上准直激光发射器线阵列的输出。

一种光学设备的一些实施方式包括外壳，所述外壳具有基底、侧壁和盖子。导热且电绝缘的热沉间隔物固定到基底的内侧表面，而热沉固定到热沉间隔物的顶面。具有多个发射器的激光发射器线阵列固定到热沉的顶面。光学衬底固定到热沉间隔物的顶面。快轴准直器邻近激光发射器线阵列的输出表面安装到光学衬底，并配置成在快轴方向上基本上准直激光发射器线阵列的输出。对于一些实施方式，光束调节光学器件还可邻近快轴准直器安装在光学衬底上。

一种光学设备的一些实施方式包括气密封接的外罩，所述外罩具有基底、盖子、布置在基底和盖子之间的侧壁以及布置在壁中的开口。导热且电绝缘的热沉间隔物固定到基底的内侧表面，而热沉固定到热沉间隔物的顶面。激光发射器线阵列固定到热沉的顶面，而光学衬底固定到热沉间隔物的顶面。快轴准直器邻近激光发射器线阵列的输出表面安装到光学衬底，并配置成在快轴方向上基本上准直激光发射器线阵列的输出。慢轴准直器配置成在输出光束的慢轴方向上准直激光发射器线阵列的输出。具有凸缘的可调整的套圈组件被密封地固定到外罩的壁，而光纤布置在可调整的套圈组件内并固定到所述可调整的套圈组件。聚焦光学器件布置在设备的光学链中，并配置成将激光发射器线阵列的输出聚焦到光纤的输入表面。