[发明专利]用于高功率半导体激光器的封装管壳及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种用于高功率半导体激光器的封装管壳及其制备工艺，其包括壳体、支架、透镜和引线组件，壳体包括底板和框体，底板水平设置，框体的侧板固定连接于底板的顶面；框体一端的侧板上设置有激光孔，支架设置于激光孔内，支架外周面套设有第一过渡环且焊接烧结固定，第一过渡环外周面焊接烧结固定于激光孔的内壁；第一过渡环的线膨胀系数介于框体和支架的线膨胀系数之间；透镜固定连接于支架的内壁，引线组件有多个，多个引线组件安装于框体上。本申请具有增强高功率半导体激光器内部产生光子出射的几率的效果。

技术领域

本发明涉及激光设备技术领域，尤其是涉及一种用于高功率半导体激光器的封装管壳及其制备工艺。

背景技术

半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，由于它的波长范围宽，制作简单、成本低、易于大量生产，并且由于体积小、重量轻、寿命长，因此，品种发展快，应用范围广，目前已超过300种，半导体激光器的最主要应用领域是Gb局域网，850mn波长的半导体激光器适用于1Gb局域网，1300mn-1550nm波长的半导体激光器适用于1OGb局域网系统。半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核心技术。半导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用，形成了广阔的市场。

高功率半导体激光器具有体积小、重量轻、光电转换效率高、性能稳定、可靠性高、和寿命长等优点，已经成为光电行业中最有发展前途的产品，被广泛应用于工业、军事、医疗和直接的材料处理等领域。对于高功率半导体激光器而言，输出功率、转换效率和可靠性是描述器件性能的三个主要参数。

相关技术中，半导体激光器封装管壳，结构主要由框体、底板、支架、引线、玻璃绝缘子、透镜烧结而成。其中框体、支架、引线为4J29材质，4J29线膨胀系数为5.8×10-6℃-1；底板一般为钨铜材质，钨铜的热导率为200W/m℃左右；玻璃绝缘子为BH-G/K材质，BH-G/K材质热导率为17 W/m℃，透镜为蓝宝石材质。

针对上述中的相关技术，发明人认为：此类封装管壳只适合于中小功率的半导体激光器的散热，在对于大功率的半导体激光器散热时，容易出现散热不及时的情况，造成半导体激光器温度过高而损坏；半导体激光器的散热主要取决于底板材质，目前为了增加散热量将框体设置为容易散热的材质，框体的材质发生改变后，框体与支架的材质因线膨胀系数差异太大，框体和支架直接烧结后，焊缝容易因残留应力产生微裂纹而漏气，气体进入封装管壳内，使得半导体激光器内部产生光子出射的几率降低。

发明内容

为了增强高功率半导体激光器内部产生光子出射的几率，本申请提供一种用于高功率半导体激光器的封装管壳及其制备工艺。

本申请提供的一种用于高功率半导体激光器的封装管壳及其制备工艺采用如下的技术方案：

一种用于高功率半导体激光器的封装管壳及其制备工艺，包括壳体、支架、透镜和引线组件，所述壳体包括底板和框体，所述底板水平设置，所述框体的侧板固定连接于所述底板的顶面；所述框体一端的侧板上设置有激光孔，所述支架设置于所述激光孔内，所述支架外周面套设有第一过渡环且焊接烧结固定，所述第一过渡环外周面焊接烧结固定于所述激光孔的内壁；所述第一过渡环的线膨胀系数介于所述框体和所述支架的线膨胀系数之间；所述透镜固定连接于所述支架的内壁，所述引线组件有多个，多个所述引线组件安装于所述框体上。

通过采用上述技术方案，在为高功率半导体激光器提供足够的散热时，往往将框体也设计成散热材料，但框体与支架之间的线膨胀系数差异太大，通过在框体和支架之间加设第一过渡环，由于第一过渡环的线膨胀系数介于框体和支架之间，通过第一过渡环的过渡作用，在烧结焊接时，第一过渡环与支架以及第一过渡环与框体线膨胀系数差异较小，烧结焊接成型后，使得三者之间残留应力的情况减少，产生裂纹而漏气的情况也减少，从而有助于增强高功率半导体激光器内部产生光子出射的几率。