[發明專利]一種板條激光晶體的封裝方法及板條激光晶體

有效

• 申請號: 201710665719.0
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107394571B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 劉磊;陳露;梁興波;趙鴻;唐曉軍;王超;劉洋;王文濤;王鋼;呂坤鵬;楊雪;曹雪峰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: H01S3/06
• 分類號: H01S3/06;H01S3/042;H01S3/16;H01S3/091
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 于金平

本發明公開了一種板條激光晶體的封裝方法及板條激光晶體，本發明針對大尺寸板條激光晶體的封裝方法，可以在短時間內完成焊接過程，大大減少板條激光晶體和上、下熱沉之間的焊接層中大尺寸孔洞及虛焊的產生，提高固體板條激光晶體的散熱效果，從而提高板條激光晶體的光束質量及可靠性。本發明操作簡單，易于實現。

技術領域

本發明涉及激光晶體技術領域，尤其涉及一種板條激光晶體的封裝方法及板條激光晶體。

背景技術

目前，板條激光模塊的封裝主要采用焊料銦或金錫合金的低溫焊接方法，傳統的焊接工藝為在上、下熱沉的焊接面鍍銦或放置金錫合金焊料片，和板條激光晶體組裝，然后將組裝的板條激光晶體放入真空焊接爐中完成加熱及焊接。小尺寸的板條激光晶體激光器采用這種焊接方法可以獲得較高的功率和良好的光束質量，但是對于大尺寸(≥100mm²)板條激光晶體，這種傳統的焊接方法容易產生大空洞(≥1mm²)、大面積虛焊，且焊接層的焊料分布不均勻。這主要是由于在真空環境下對板條激光晶體進行加熱，導熱速率慢，其升溫、降溫過程緩慢，導致板條激光晶體受熱不均勻，容易出現部分焊料先熔化、部分后熔化以及部分焊料先凝固、另一部分后凝固的現象。因此，在板條激光晶體升溫過程中，先熔化的部分焊料完成焊接并發生流動，將未熔化部分包圍，易形成空洞、虛焊及焊料分布不均勻的問題。在降溫過程中，往往是板條激光晶體邊緣先冷卻，因此，邊緣的焊料先凝固，而后冷卻凝固的中間部分，液相轉為固相有體積收縮的傾向，易產生空洞、虛焊的現象。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種板條激光晶體的封裝方法及板條激光晶體，用以解決現有技術制得的大尺寸板條激光晶體易產生空洞或虛焊的問題。

為解決上述問題，本發明主要是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種板條激光晶體的封裝方法，該方法包括：對板條激光晶體表面依次鍍光學膜和金屬膜；對熱沉的一面依次鍍金膜和銦層；將鍍膜后的板條激光晶體的上下表面分別與帶有銦層一面的熱沉進行連接，組成焊接體；在真空焊接爐中，從所述焊接體的非焊接處端口注入泵浦光，對所述板條激光晶體加熱封裝。

進一步地，所述的熱沉與所述的板條激光晶體相對的焊接面達到：清潔度≤0.1mg/cm²，平面度≤0.5λ，λ＝632.8nm，光潔度≤40/20。

進一步地，該方法還包括：焊接前對所述真空焊接爐抽真空至6×10^-3～8×10^-4Pa。

進一步地，所述泵浦光的泵浦功率≦1500W，泵浦時間1～3min，焊接完成后3～5小時后關掉抽真空系統。

進一步地，所述的板條激光晶體包括以下至少一種：Nd:YAG板條激光晶體，Yb:YAG板條激光晶體，Nd:YVO4板條激光晶體，Nd:GdVO4板條激光晶體，Nd:YLF板條激光晶體，Yb:YLF板條激光晶體，Nd:YAG板條激光陶瓷以及Yb:YAG板條激光陶瓷。

進一步地，所述板條激光晶體表面的光學膜為二氧化硅膜，厚度為2～5μm；所述板條激光晶體表面的金屬膜為鈦鉑金膜；

其中鈦膜厚度為100～300nm，鉑膜厚度為100～300nm，金膜厚度為300～800nm；所述板條激光晶體的厚度1～3mm，寬度10～50mm，長度10～200mm。

進一步地，所述熱沉的金膜的厚度為300～500nm。所述熱沉的鍍銦層的厚度為20～80μm。

進一步地，所述泵浦光為Yb:YAG板條激光晶體泵浦光，波長為940nm；

或者，所述泵浦光為Nd:YAG板條激光晶體泵浦光，波長為808nm。

進一步地，所述的真空焊接爐設計有透明石英玻璃窗口，以通過泵浦激光。