[发明专利]一种多单管半导体激光器双面冷却封装结构

说明书

本发明属于激光器技术领域，特别涉及一种多单管半导体激光器双面冷却封装结构，解决了多单管半导体激光器封装中的散热问题。一种多单管半导体激光器双面冷却封装结构，包括基础热沉，基础热沉上设置有绝缘热沉，绝缘热沉上设置有次级热沉，次级热沉之间为半导体激光器。通过在单管半导体激光器的N面和P面焊接次级热沉材料，使得半导体激光器产生的热量由传统的P面单向传导或N面单向传导改为P面和N面双向传导，增加了散热通道，提高了散热效率，高效地降低了有源区的结温，提高了激光器的输出功率和光束质量，通过将单管半导体激光器竖直放置，缩小了单管与单管之间的间距，节省了空间，使得器件更加小型化。

技术领域

本发明属于激光器技术领域，具体涉及一种多单管半导体激光器双面冷却封装结构。

背景技术

半导体激光器因其具有高电光转换效率，高可靠性，使用寿命长等优点，被广泛应用于激光测距、激光通讯和激光加工等领域。为了获得高输出功率高亮度的半导体激光器以适用于各种应用领域，光源选择一般为单管半导体激光器，巴条半导体激光器以及叠阵半导体激光器三种方式。巴条/叠阵激光器由于发光单元之间的热串扰，造成中间发光单元温度高于边缘发光单元温度的现象，产生“smile”效应，且由于巴条/叠阵激光器输出的光束质量不理想，光束整形系统比较复杂，在整形中也会降低耦合效率，从而影响了激光器的输出功率和可靠性。另一方面，巴条/叠阵激光器由于高热阻需要使用微通道热沉进行散热，微通道一般工作在特殊液体中，易堵塞，不易维护。

相较于巴条/叠阵激光器，单管半导体激光器由于其具有独立的发光单元，不会受到热串扰的影响，且单元失效特性独立，各发光单元之间不会相互影响，具有可替换性。采用多个单管半导体激光器进行合束获得的输出功率是单个激光器的数十倍。由于多单管半导体激光器具有驱动电流低，光束质量好，散热性好，光纤耦合效率高，亮度高等优点，可以作为半导体激光器光源的选择。目前多单管半导体激光器多使用阶梯式热沉进行散热，由于单管与单管之间间距过大，，使得后期光纤耦合设计中透镜尺寸变大，造成整个系统体积过大，且其散热路径比较单一，随着其输出功率的增加，简单的封装形式已经不能满足需求。所以解决多单管激光器的散热和空间体积问题至关重要。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种多单管半导体激光器双面冷却封装结构，其解决了多单管半导体激光器在封装中的散热和空间体积问题。

本发明实现上述功能的技术方案是：一种多单管半导体激光器双面冷却封装结构，其特殊之处在于：

包括基础热沉、绝缘热沉，所述绝缘热沉设置在基础热沉上，所述绝缘热沉上设置有至少两个次级热沉；

所述相邻两个次级热沉之间设置一个半导体激光器。

进一步地，上述绝缘热沉焊接在基础热沉上。

进一步地，上述次级热沉焊接在绝缘热沉上。

进一步地，上述基础热沉为无氧铜材料。

进一步地，上述绝缘热沉为ALN材质。

进一步地，上述次级热沉为铜钨材料，也可为金刚石或铜基金刚石材料。

进一步地，上述半导体激光器为边发射式单管半导体激光器。

进一步地，上述边发射式半导体激光器采用COS封装结构。

进一步地，上述次级热沉包括第一次级热沉、第二次级热沉、第三次级热沉、第四次级热沉。

进一步地，上述半导体激光器包括第一半导体激光器、第二半导体激光器、第三半导体激光器；

第三半导体激光器的P面与第一次级热沉焊接，N面与第二次级热沉焊接；半导体激光器的P面与第二次级热沉焊接，N面与第三次级热沉焊接；半导体激光器的P面与第三次级热沉焊接，N面与第四次级热沉焊接。