[發明專利]一種用于激光直寫曝光機的高功率紫外半導體激光器

有效

• 申請號: 201610586075.1
• 申請日: 2016-07-22
• 公開（公告）號: CN106019859B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 張寬
• 申請（專利權）人: 合肥芯碁微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H01S5/40
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 張祥騫,奚華保

技術領域

本發明涉及激光直寫曝光機技術領域，具體來說是一種用于激光直寫曝光機的高功率紫外半導體激光器。

背景技術

激光直寫裝備在電路板PCB制造中占有重要位置，不同的曝光干膜或者油墨所對應的最佳曝光波長不同，對一種干膜或者油墨曝光時使用合適的多波長能夠增加產能。目前單顆375nm或者405nm半導體發光二極管最大只有1.1W，如果需要大于10W的半導體激光器，就需要將多個半導體發光二極管發出的光通過耦合透鏡耦合進光纖，再將光纖進行捆綁?；谶@方面原理考慮，如何制作出高功率紫外半導體激光器已經成為急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中尚無高功率紫外半導體激光器的缺陷，提供一種用于激光直寫曝光機的高功率紫外半導體激光器來解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種用于激光直寫曝光機的高功率紫外半導體激光器，包括殼體，所述的殼體內安裝有上排半導體發光陣列和下排半導體發光陣列，殼體的側部設有一號光纖輸出端口和二號光纖輸出端口，上排半導體發光陣列和下排半導體發光陣列分別位于一號光纖輸出端口的兩側；

上排半導體發光陣列包括16個上光纖耦合模塊，下排半導體發光陣列包括16個下光纖耦合模塊，16個上光纖耦合模塊和16個下光纖耦合模塊上均接有光纖；16個上光纖耦合模塊所接的光纖捆綁成二號光纖束，二號光纖束接入二號光纖輸出端口，16個下光纖耦合模塊所接的光纖捆綁成一號光纖束，一號光纖束接入一號光纖輸出端口。

所述上光纖耦合模塊的半導體發光二極管為405nm半導體發光二極管，下光纖耦合模塊的半導體發光二極管為375nm半導體發光二極管。

所述上光纖耦合模塊的半導體發光二極管和下光纖耦合模塊的半導體發光二極管均為405nm半導體發光二極管。

所述的上光纖耦合模塊包括半導體發光二極管和耦合透鏡，半導體發光二極管和耦合透鏡均安裝在中間件上，中間件橫向安裝有連接件，連接件上安裝有光纖陶瓷插頭，光纖陶瓷插頭上連接有光纖，所述的半導體發光二極管、耦合透鏡和光纖陶瓷插頭三者依次排列且三者的中間點位于同一條直線上。

還包括安裝在殼體內的循環水冷卻裝置，所述的循環水冷卻裝置包括進水管、出水管、上導熱銅塊和下導熱銅塊，所述的進水管和出水管均安裝在殼體的同一側部，進水管通過上直通快速接頭安裝在上導熱銅塊的進水口上，上導熱銅塊的出水口安裝有上直角快速接頭，上直角快速接頭安裝在串聯冷卻水管的一端，串聯冷卻水管的另一端安裝有下直角快速接頭，下直角快速接頭安裝在下導熱銅塊的進水口上，下導熱銅塊的出水口通過下直通快速接頭與出水管相接；所述的上排半導體發光陣列安裝在上導熱銅塊上，所述的下排半導體發光陣列安裝在下導熱銅塊上。

所述的光纖均為石英光纖，光纖內徑均為123um。

所述的耦合透鏡的兩個表面均為非球面結構，耦合透鏡與半導體發光二極管相對的一面的數值孔徑為0.5，耦合透鏡與光纖陶瓷插頭相對的一面的數值孔徑為0.2。

所述的上導熱銅塊包括底座和上蓋，底座內部橫向設有通水管，上直通快速接頭安裝在通水管的進水口上，上直角快速接頭安裝在通水管的出水口上；底座上設有16個下凹口，上蓋底部設有16個上凹口，上排半導體發光陣列的16個上光纖耦合模塊分別安裝在16個下凹口上，上蓋安裝在底座上且16個上凹口分別安裝在上排半導體發光陣列的16個上光纖耦合模塊上。

有益效果

本發明的一種用于激光直寫曝光機的高功率紫外半導體激光器，與現有技術相比將相應波段半導體發光二極管發出的光通過非球面耦合透鏡收進光纖，再對相應波段的光纖進行一定比例的搭配捆綁，達到同一輸出光纖束具有高功率波長的目的，同時滿足激光器的高功率需要。本發明中二個光纖束可以具有相同的高輸出功率，也可以同時具有375nm和405nm波長的高輸出功率，達到高功率輸出的目的。

附圖說明

圖1為本發明的結構俯視圖；

圖2為本發明中上光纖耦合模塊的結構剖面圖；

圖3為本發明中上導熱銅塊的立體結構圖；

圖4為圖3的縱向剖面圖；

圖5為圖3的結構爆炸圖；