CN109962404A - 半导体激光模块 - Google Patents

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蔡磊
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Abstract

本发明提供了一种半导体激光模块，包括：底座、TO激光器、光学透镜组；所述底座包括相互连接的环形连接部和平台；所述环形连接部与所述TO激光器抵接，并用于对TO激光器进行限位；所述平台处放置所述光学透镜组。基于该结构，该半导体激光模块，实施时，半导体激光器模块集光学、激光器、散热于一体，结构简单，紧凑，体积小，集成化高。该种TO封装的半导体激光器的模块级结构，提高了TO封装的散热效率。有效的拓展了该半导体激光模块在激光医疗和工业的大功率场景下的应用。

Description

半导体激光模块
技术领域
本发明涉及半导体激光器封装的技术领域，具体而言，涉及半导体激光模块。
背景技术
激光医疗作为激光应用的一个重要领域，发展非常迅速，逐步走向成熟。半导体激光器因具有体积小、重量轻、寿命长、功耗低、波长覆盖广的特点，特别适用于医疗设备的制造。
To封装作为半导体激光器的一种封装形式，由于To封装只能实现较小功率，并且输出光斑的能量密度和质量有所制约，目前仅能应用于激光通信领域，未能在激光医疗和工业中应用。基于此，研究实现高功率的To封装的半导体激光器，提高To封装的散热效率，实现在激光医疗领域得到应用是当前本领域的难点。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供了一种半导体激光模块，包括：底座、TO激光器、光学透镜组；
所述底座包括相互连接的环形连接部和平台；
所述环形连接部与所述TO激光器抵接，并用于对TO激光器进行限位；
所述平台用于设置所述光学透镜组。
在某些实施方式中，还包括后盖和壳体；
所述TO激光器设有引脚；
所述后盖开设有供所述引脚穿设的通孔，所述后盖与所述底座的环形连接部连接，用于限制所述TO激光器脱离所述底座；
所述壳体盖合于所述底座处，设置有与激光光束匹配的窗口，用于防尘密封。
在某些实施方式中，所述TO激光器包括圆形的底台以及垂直于所述底台的热沉平台；
所述热沉平台上键合半导体激光芯片。
在某些实施方式中，还包括第一支撑块和/或第二支撑块；
所述光学透镜组包括沿出光方向依次设置的第一透镜和/或第二透镜；
所述第一支撑块粘接于所述热沉平台的前端，用于放置第一透镜，使得所述第一透镜置于所述TO激光器的出光位置。
所述第二支撑块水平铺设于所述平台；所述第二透镜设置于所述第二支撑块背离所述底座的一侧。
在某些实施方式中，所述第一透镜为快轴准直镜；第二透镜为至少一片慢轴准直镜。
在某些实施方式中，所述环形连接部朝向所述壳体的一侧设有与壳体匹配的限位凸环。
在某些实施方式中，所述底座还包括与所述环形连接部匹配的弧形墩台；
所述弧形墩台支撑所述TO激光器的热沉平台。
在某些实施方式中，所述壳体为呈弧状设置的壳体。
在某些实施方式中，所述壳体朝向所述平台的一侧设有用于供所述平台滑动的滑轨。
在某些实施方式中，所述壳体内壁设置有消光纹，用于降低回返光对TO激光器的损伤。
本发明提供的半导体激光模块相对于现有技术而言，有益效果是：半导体激光模块，包括：底座、TO激光器、光学透镜组；所述底座包括相互连接的环形连接部和平台；所述环形连接部与所述TO激光器抵接，并用于对TO激光器进行限位；所述平台处放置所述光学透镜组。
基于该结构，该半导体激光模块，实施时，半导体激光器模块集光学、激光器、散热于一体，结构简单，紧凑，体积小，集成化高。
需要理解的是，该种TO封装的半导体激光器的模块级结构，提高了TO封装的散热效率。有效的拓展了该半导体激光模块在激光医疗和工业的大功率场景下的应用。
需要理解的是，该半导体激光模块功能多样。改善了目前半导体激光器在应用的过程中存在一定的缺陷，促进了半导体激光器在多个领域的发展。对于半导体激光器的市场化的推进产生了积极的影响。
总之，该半导体激光模块使用方便，结构稳定性佳，易于操作。可以快速、方便的安装。极大提高了操作的便利性。更为符合实际应用过程中需求。
综上所述，本发明提供的半导体激光模块的结构及操作方法其具有上述诸多的优点及价值，并在同类产品中未见有类似的方法公开发表或使用而确属创新，产生了好用且实用的效果，较现有的技术具有增进的多项功效，从而较为适于实用，并具有广泛的产业价值。
附图说明
应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施方式公开的半导体激光模块的结构示意图；
图2为本发明实施方式公开的半导体激光模块的剖面图；
图3为本发明实施方式公开的半导体激光模块的***图；
图4为本发明实施方式公开的半导体激光模块的内部结构示意图；
图5为本发明实施方式公开的半导体激光模块的底座结构示意图。
附图标记：
具体实施方式
在下文中，将结合附图更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。因此，将参照在附图中示出的特定实施例更详细地描述本公开。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。结合附图的描述，同样的附图标号标示同样的元件。
在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。
在本公开的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。
参见图1至图5，在本发明某些实施例中，该半导体激光模块1，包括：后盖11、底座12、设有引脚131的TO激光器13、光学透镜组14；光学透镜组14包括依次设置的第一透镜和第二透镜，用于对TO激光器13发出的激光进行光学整形。
第一透镜优选为快轴准直镜141、第二透镜优选为依次设置的第一慢轴准直镜142、第二慢轴准直镜143；
半导体激光模块1还包括第一支撑块15以及第二支撑块16；
TO激光器13具体包括圆形的底台132以及垂直于该底台132的热沉平台133，热沉平台133上键合半导体激光芯片，与圆形底台132连接的引脚131。
所述快轴准直镜141布置于所述TO激光器13背离所述引脚131的一侧；
所述第一支撑块15与所述快轴准直镜141连接，并用于支撑所述快轴准直镜141；
第一支撑块15的安装方式为：粘接于TO激光器13的热沉平台133的前端，使得快轴准直镜141置于TO激光器13的出光位置。
所述第二支撑块16水平铺设于所述激光器底座12的平台122上；
所述第一慢轴准直镜142和所述第二慢轴准直镜143布置于所述第二支撑块16背离所述底座12的一侧；
所述后盖11开设有供所述引脚131穿设的通孔111；
所述后盖11与所述底座12连接，限制所述TO激光器13脱离所述底座12。
在本发明某些实施例中，还包括壳体17；
所述壳体17盖合于所述底座12处，用于防尘密封。
在本发明某些实施例中，所述底座12包括依次连接的环形连接部121与平台122；所述环形连接部121与TO激光器13的圆形的底台132抵接，热沉平台133穿插于中空的环形内，使得半导体激光芯片的出光方向与平台122的朝向一致。
所述后盖11以及所述壳体17均与所述环形连接部121连接。所述后盖11具体为与环形连接部121以及TO激光器13的圆形的底台132匹配的环形，使得后盖11***所述环形连接部121对TO激光器13的圆形的底台132形成限位和固定。
在本发明某些实施例中，所述环形连接部121朝向所述壳体17的一侧设有与壳体17匹配限位凸环1211，所述限位凸环1211的外径与壳体17的内径匹配，环形连接部121的外径与壳体17外径一致，使得限位凸环1211可***壳体17内部，且壳体17与环形连接部121形成外观上的平滑连接。在本发明某些实施例中，所述底座12还包括与所述环形连接部121匹配的弧形墩台123；所述弧形墩台123支撑所述TO激光器13的热沉平台133。具体的，弧形墩台123设置于环形连接部121与平台122的连接处，且位于环形连接部121中空的环中，使得TO激光器13的热沉平台133***环形连接部121时限位于弧形墩台123上。
在本发明某些实施例中，所述壳体17为弧形，且朝向平台122的一侧为与平台122匹配的开口，使得壳体17与平台122在盖合状态下形成密闭空间。
优选的，所述壳体17朝向所述平台122的一侧设有用于供所述平台122滑动的滑轨171。
壳体17远离TO激光器13的一端为封闭面，设置有与激光光束匹配的窗口。
为了提高壳体17的散热效果以及降低回返光损伤激光器，壳体17的内壁设置有消光纹，具体为规则或者不规则的纹路。
在本发明某些实施例中，所述底座12、所述后盖11，以及所述壳体17均由散热材料制成。
在本发明某些实施例中，所述底座12、所述后盖11，以及所述壳体17采用散热效果好的材料，比如铜或铝制成。
也可以选择石墨烯、导热硅胶片、导热界面材料等。
也可在普通材料上涂覆导热膏、散热膏、散热硅脂、散热油、散热膜、导热膜等。
所述底座12、所述后盖11，以及所述壳体17之间可以通过机械紧压配合的方式进行安装固定，优选在三者的连接处增加导热胶固定，既增加了散热，又增强了固定效果。
发明人声明，本发明通过上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程。并且即不意味着本发明应依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.半导体激光模块，其特征在于：包括：底座、TO激光器、光学透镜组；
所述底座包括相互连接的环形连接部和平台；
所述环形连接部与所述TO激光器抵接，并用于对TO激光器进行限位；
所述平台用于设置所述光学透镜组。
2.如权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于：还包括后盖和壳体；
所述TO激光器设有引脚；
所述后盖开设有供所述引脚穿设的通孔，所述后盖与所述底座的环形连接部连接，用于限制所述TO激光器脱离所述底座；
所述壳体盖合于所述底座处，设置有与激光光束匹配的窗口，用于防尘密封。
3.如权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于：所述TO激光器包括圆形的底台以及垂直于所述底台的热沉平台；
所述热沉平台上键合半导体激光芯片。
4.如权利要求3所述的半导体激光模块，其特征在于：还包括第一支撑块和/或第二支撑块；
所述光学透镜组包括沿出光方向依次设置的第一透镜和/或第二透镜；
所述第一支撑块粘接于所述热沉平台的前端，用于放置第一透镜，使得所述第一透镜置于所述TO激光器的出光位置。
所述第二支撑块水平铺设于所述平台；所述第二透镜设置于所述第二支撑块背离所述底座的一侧。
5.如权利要求4所述的半导体激光模块，其特征在于：所述第一透镜为快轴准直镜；第二透镜为至少一片慢轴准直镜。
6.如权利要求2所述的半导体激光模块，其特征在于：所述环形连接部朝向所述壳体的一侧设有与壳体匹配的限位凸环。
7.如权利要求3所述的半导体激光模块，其特征在于：所述底座还包括与所述环形连接部匹配的弧形墩台；
所述弧形墩台支撑所述TO激光器的热沉平台。
8.如权利要求2所述的半导体激光模块，其特征在于：所述壳体为呈弧状设置的壳体。
9.如权利要求2所述的半导体激光模块，其特征在于：所述壳体朝向所述平台的一侧设有用于供所述平台滑动的滑轨。
10.如权利要求2所述的半导体激光模块，其特征在于：所述壳体内壁设置有消光纹，用于降低回返光对TO激光器的损伤。
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