[发明专利]一种泵浦激光器封装结构及封装方法

说明书

本发明涉及一种泵浦激光器封装结构及封装方法，属于半导体激光器叠阵封装技术领域。封装结构包括mini巴条、钨铜热沉、AlN陶瓷片、散热热沉和电极，mini巴条和钨铜热沉焊接组成巴条阵列，巴条阵列通过AlN陶瓷片焊接在散热热沉上，电极通过电极绝缘片封装到散热热沉两端。本发明封装的泵浦激光器发光面积与晶体端面相匹配，发出的光能够完全进入所要泵浦的晶体棒中，解决了多余的光照射在晶体侧面或者其他位置导致的产热问题。

技术领域

本发明涉及一种泵浦激光器封装结构及封装方法，属于半导体激光器叠阵封装技术领域。

背景技术

传导冷却半导体激光器具备体积小、价格低、效率高、寿命长的优点，主要应用于工业泵浦、材料加工、医疗美容、和科研军工等领域。在泵浦应用领域，主要集中在对Nd：YAG、Nd:YVO4等晶体的泵浦，对于晶体端面泵浦的应用，对激光器的封装体积和集成度要求越来越高。目前市场常用的的传导冷却半导体激光器主要采用厘米巴条进行封装，在周期方向上尺寸基本固定为1cm，为了减小封装体积，提高封装集成度，通常采用减小巴条发光间距的方法来减小封装面积，但由于厘米巴条构成的激光器不能满足某些领域对激光器体积的要求，尤其是对于Nd:YAG晶体棒端面泵浦的应用方向，晶体棒的端面直径通常小于1cm，采用1cm巴条组成的激光器发出的光不能完全被吸收，造成光能源浪费，另外，多余的激光照射在YAG晶体棒上，会产生热量，造成转换效率变低、激光器烧坏等不利影响。

中国专利文件(公告号：CN104242048B)公开了一种传导冷却叠阵半导体激光器封装结构，包括激光芯片组和绝缘热沉，所述激光器芯片组采用了多个激光芯片形成叠阵模块，其中各个激光芯片均带有衬底；其特征在于：所述叠阵模块芯片堆叠方向的两个端面贴合焊接有正极连接块和负极连接块；所述绝缘热沉的表面以中心对称方式设置有互不接触的两个L形导电片，分别作为引出正电极、引出负电极；正极连接块和负极连接块的底部分别对应焊接固定于两个L形导电片的长部，叠阵模块对应于这两个L形导电片在绝缘热沉的表面围成的区域；两个L形导电片的短部设置有安装孔。该发明未提及巴条横向尺寸问题，对于端面比较小的YAG晶体，仍然无法满足使用需求，多余的光泄漏会导致晶体棒累积热量，容易造成失效。

中国专利文件(公开号：CN103457151A)公开了一种高温硬焊料准连续半导体激光器巴条叠阵封装方法，利用特殊工装夹具，采用高温硬焊料将n个巴条、n+1个导电散热隔块和n+1个电绝缘散热片交替堆叠、一次回流焊接成激光器巴条叠阵单元，然后采用温度相对较低的软焊料将激光器巴条叠阵单元与热沉再次回流焊接成型。该方法能够显著降低高温硬焊料准连续半导体激光器巴条叠阵封装时的焊接应力，提高器件的寿命、产出率和光电性能。本方法一次性封装多个巴条，但未对输出光进行光学处理，对于端面比较小的YAG晶体，使用效果相对较差。

有鉴于此，研发一种有效解决光不能完全吸收和余光产热问题的泵浦激光器封装结构是十分有必要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种泵浦激光器封装结构，有效解决光不能完全吸收和余光产热的问题。

本发明还提供一种泵浦激光器封装结构的封装方法。

本发明的技术方案如下：

一种泵浦激光器封装结构，包括mini巴条、钨铜热沉、AlN陶瓷片、散热热沉和电极，mini巴条和钨铜热沉焊接组成巴条阵列，巴条阵列通过AlN陶瓷片焊接在散热热沉上，电极通过电极绝缘片封装到散热热沉两端。

优选的，巴条阵列上方安装透镜，透镜通过垫条进行固定，垫条固定于散热热沉上端。

进一步优选的，垫条的横截面为L型，垫条数量为两个，两个垫条对称设置在散热热沉上端两侧，垫条上表面与钨铜热沉上表面平行，两个垫条之间设置透镜。

进一步优选的，透镜选用O型柱形透镜。