[发明专利]激光发射装置

说明书

本发明公开了一种激光发射装置，包括驱动电路、AlN基板和激光管芯，其中：所述驱动电路的元器件集成于所述AlN基板上；所述激光管芯也贴附于所述AlN基板上；所述驱动电路与所述激光管芯电性连接。本装置将驱动电路元器件和激光器阵列同时集成在一起，减少了驱动线路、激光器通路的寄生阻抗，减少工艺步骤，能提供温控条件的大电流窄脉冲激光发射，并具有光学准直功能。

技术领域

本发明涉及激光应用领域，进一步涉及一种激光发射装置。

背景技术

半导体激光器具有方向性好、体积小、质量轻、使用寿命长、抗干扰能力强等优点，应用于众多领域中。脉冲激光是激光器工作在脉冲状态下的一种应用，脉冲激光发射组件的小型化、高峰值光功率和输出波长稳定性是进行优化的重要方向。

在原有技术条件下，激光脉冲的功率与波形受散热条件和驱动电脉冲的影响。半导体激光器输出功率提高所带来的热效应，会导致管芯出现温度升高、电光转换效率降低等问题。在大电流窄脉冲条件下，线路寄生参数、激光器管芯间连接结构以及其与驱动电路的连接方式等都会影响脉冲激光的输出。激光器输出波长与有源区温度关系密切，稳定激光器波长依赖于半导体制冷器调节温度，功耗较大。

目前的脉冲激光发射装置或驱动已封装的激光器，或者只将驱动电路制作在PCB板上，管芯位于热沉上。采用管芯和驱动电路相分离的方式，不利于分布参数的减小。这些都制约了发射组件电性能、散热性能的提升，并且增加了工艺复杂度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有脉冲激光发射装置体积较大、功耗高、使用制作较为不便的不足，本发明的目的在于提供一种激光发射装置，以解决以上所述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供一种激光发射装置，包括驱动电路、AlN基板和激光管芯，其中：所述驱动电路的元器件集成于所述AlN基板上；所述激光管芯也贴附于所述AlN基板上；所述驱动电路与所述激光管芯电性连接。

进一步的，所述激光管芯通过键合方式连接，贴附于所述AlN基板上。

进一步的，所述驱动电路中接有滤波保护电路。

进一步的，所述AlN基板内部布置有弯曲分布的钨丝。

进一步的，激光发射装置还包括PCB基板和温控电路，温控电路的元器件集成于所述PCB基板上。

进一步的，激光发射装置还包括过渡热沉，所述PCB基板和AlN基板均贴附于所述过渡热沉上。

进一步的，激光发射装置还包括铂热电阻和制冷器，所述铂热电阻焊接在所述AlN基板上，所述制冷器位于过渡热沉下方。

进一步的，激光发射装置还包括光纤圆柱微透镜，其位于激光器阵列出光面侧，对激光进行准直，粘贴在过渡热沉上。

进一步的，所述驱动电路还包括方波发生电路；微分阻容元件；一个双通道MOSFET驱动器；一个功率MOSFET和储能电容串联连接组成闭合回路。

进一步的，所述温控电路包括一个单片机及外围电路；一个AD转换器，其数字输入输出端与单片机连接；一个精密电阻和一个铂热电阻串联，公共端接AD转换器模拟输入端；一个双通道MOSFET驱动器，其输入接AD转换器输出端；两个功率MOSFET，其栅极分别接MOSFET驱动器的两个输出端。

(三)有益效果

1、本发明将驱动电路元器件和激光器阵列同时集成在一起，减少了驱动线路、激光器通路的寄生阻抗，减少工艺步骤，降低了线路上的功率损耗和脉冲高频分量的损失，从而提高了电光转换效率、峰值光功率和波形质量。