[發明專利]一種新型大功率半導體激光器件

在審

• 申請號: 202210017724.1
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114361934A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 蔡震;馮小明
• 申請（專利權）人: 無錫亮源激光技術有限公司
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 杜丹盛

本發明提供了一種新型大功率半導體激光器件，其泵浦效率、冷卻效率高，且結構簡單，易于實現。其包括器件本體、三個熱沉泵源、以及激光晶體；器件本體包括沿著外周間隔設置的三個熱沉泵源定位平面，每個熱沉泵源定位平面的中心區域內凹形成安裝定位槽，器件本體的中心軸位置開設有貫穿通孔，每個安裝定位槽連通貫穿通孔；激光晶體的長度長于器件本體的長度，激光晶體貫穿貫穿通孔、且兩端分別蓋裝有密封組件，激光晶體的長度方向兩端分別外凸設置；每個熱沉泵源包括有熱沉、若干芯片單元，所有的芯片單元封裝在熱沉的內表面的長度方向布置，熱沉泵源的封裝有芯片單元的部分嵌裝于安裝定位槽內、且芯片單元內置于貫穿通孔所對應的腔體。

技術領域

本發明涉及光電技術的技術領域，具體為一種新型大功率半導體激光器件。

背景技術

半導體激光泵浦固體激光器(DPL)是一種光熒光型泵浦激光器，其良好的光束質量、極高的電光效率使其得到廣泛的應用，在工業加工、鉆石雕刻、醫療美容、測距制導等領域發揮重要的作用。當DPL工作時，需要同時給半導體激光器和固體激光器散熱，半導體激光器電光效率約為50％-60％，固體激光器的光-光轉換效率約為35-45％，故需要給大量的廢熱進行有效地散發。對于側面泵浦摻雜銥鋁石榴石(YAG)晶體，一般情況下其散熱模式是：半導體激光器件和YAG分成不同的冷卻管道，水路并聯進行冷卻，為了分開YAG和半導體激光器件，一般YAG周邊套一只玻璃管，即能給晶體表面流動散熱，又能讓半導體激光透過玻璃管照射在YAG上，方便其吸收。這種結構是一種傳統結構，雖然具有分離散熱的優勢，但其帶來的缺陷也很明顯，如玻璃管的存在使得半導體激光芯片發光腔面遠離YAG晶體的表面，降低泵浦效率；玻璃管尺寸局限性降低了YAG晶體的散熱特性；多個分立的冷卻并聯管道帶來結構的復雜性等。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種新型大功率半導體激光器件，其為泵浦模塊，泵浦效率高、冷卻效率高，且結構簡單，易于實現。

一種新型大功率半導體激光器件，其特征在于，其包括：

器件本體；

三個熱沉泵源；

以及激光晶體；

所述器件本體包括沿著外周間隔設置的三個熱沉泵源定位平面，每個熱沉泵源定位平面的中心區域內凹形成安裝定位槽，所述器件本體的中心軸位置開設有貫穿通孔，每個所述安裝定位槽連通所述貫穿通孔；

所述激光晶體的長度長于所述器件本體的長度，所述激光晶體長度方向貫穿所述貫穿通孔、且兩端分別蓋裝有密封組件，所述激光晶體的長度方向兩端分別外凸設置；

每個熱沉泵源包括有熱沉、若干芯片單元，所有的芯片單元封裝在熱沉的內表面的長度方向布置，所述熱沉泵源的封裝有芯片單元的部分嵌裝于所述安裝定位槽內、且芯片單元內置于所述貫穿通孔所對應的腔體；

三組芯片單元環布于所述激光晶體的外環周設置；

所述器件本體的兩個熱沉泵源定位平面之間的外周設置有一對冷卻液進出口，其中一個為入液口、另一個為出液口，所述入液口和出液口均連通所述貫穿通孔。

其進一步特征在于：

每個所述芯片單元包括有底部絕緣墊片、表面的兩個電極、以及兩個電級之間的大功率半導體激光芯片，每片所述大功率半導體激光芯片包括有前腔光學膜、后腔光學膜，所述前腔光學膜、后腔光學膜均是按照最外層介質為冷卻液設計制作而成；

流入所述貫穿通孔內的冷卻液為絕緣液體，具體為去離子水、防凍液之類的物質；

所述熱沉泵源的封裝芯片單元的厚度確保芯片單元部分置于貫穿通孔的對應腔體內，所述熱沉泵源的封裝部分的外周設置有密封條，所述密封條用于封堵安裝定位槽的外周，確保不會有冷卻液外露；