[发明专利]半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光谐振腔技术领域，具体来说，本发明涉及一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块及其制造方法。

背景技术

随着激光技术的快速发展，激光设备也有了越来越大量的需求。

在大功率激光器件领域中，获得稳定的激光谐振腔是保证激光稳定输出的关键环节。而对于现有的固体激光谐振腔模块，没有分别针对激光晶体和倍频晶体各自的散热和热膨胀特性来选择其构成部件的材料，不能匹配各自对散热和热膨胀的要求。而且，其选材和组装过程中往往包含挥发性物质如胶水等不稳定因素，难以实现模块微型化并在高功率激光工作的情况下难以实现长期使用的高度可靠性。

另外，在现有固体激光谐振腔模块的组装过程中，尚未形成一种快速、高效地连接其内部部件的工艺，来保证组装质量的模块封装方式，这样的工艺需要具有较高程度的可靠性和结构稳定性。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块及其制造方法，根据激光晶体和倍频晶体的散热特征分别对各自配合部件进行选材和设计，使其在高功率激光工作状态之下具有可导热、可温控和谐振腔结构高度稳定的特性。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块及其制造方法，采用无胶水化的可焊料焊接和可激光熔接的结构，实现模块微型化，并大幅提升长期可靠性。

本发明所要解决的再一个技术问题是提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块及其制造方法，实现高速、高效且完全保证组装质量的模块封装，使得此封装工艺具有较高程度的可靠性和结构稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块，包括激光晶体子模块和倍频晶体子模块；

所述激光晶体子模块包括激光晶体、第一晶体固定底板和第一热沉；

所述倍频晶体子模块包括非线性光学倍频晶体、第二晶体固定底板和第二热沉；

其中，所述激光晶体和所述倍频晶体各自在其外侧端面镀有激光发生谐振所需的光学介质膜并在其底部镀有金膜；藉由所述金膜将所述激光晶体和所述倍频晶体通过第一焊料分别焊接到所述第一晶体固定底板和所述第二晶体固定底板上；所述第一晶体固定底板和所述第二晶体固定底板事先通过第二焊料分别与散热用的所述第一热沉和所述第二热沉相焊接；

所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块通过激光熔接工艺固定在一起，熔接的焊点位于所述第一晶体固定底板和所述第二晶体固定底板之间的内侧端面上。

可选地，所述第一晶体固定底板的材质为两面镀有金膜的硅板或者氮化铝陶瓷板。

可选地，所述第二晶体固定底板的材质为因瓦合金或者可伐合金。

可选地，所述第一热沉和所述第二热沉的材质均为纯铜。

可选地，所述第一热沉的形状呈逆时针旋转了90度的L形，其底部具有一定厚度的延长部分作为整个所述固体激光谐振腔模块的主底板。

可选地，所述第一焊料采用熔点为217摄氏度的SnAgCu焊料。

可选地，所述第二焊料采用熔点为280摄氏度的AuSn焊料。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种上述固体激光谐振腔模块的制造方法，其中，将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起的激光熔接工艺包括步骤：

A.在所述激光晶体子模块中的所述激光晶体的后端部实时施以808nm的泵浦半导体激光；

B.将所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块放置在一调整架上实施激光谐振腔位置的调整，使所述激光晶体和所述倍频晶体处于激光发生振荡的最佳相对位置状态；

C.使用高能量脉冲激光在所述第一晶体固定底板和所述第二晶体固定底板之间实施多点焊接，瞬时将调整好激光谐振腔位置的所述激光晶体子模块和所述倍频晶体子模块固定在一起。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种半导体激光泵浦的绿光高功率输出的固体激光谐振腔模块，包括激光晶体子模块和倍频晶体子模块；

所述激光晶体子模块包括激光晶体和第一热沉；

所述倍频晶体子模块包括非线性光学倍频晶体、晶体固定底板和第二热沉；