CN111403996A - 一种固体激光器封装结构及其制备方法 - Google Patents

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古克义
陈怀熹
张新彬
李广伟
黄玉宝
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Abstract

本发明公开了一种固体激光器的封装结构及其制备方法，属于激光器技术领域，能够解决现有的封装结构需要进行定位工序和激光器部件工作精度降低的问题。所述结构包括：封闭腔体，以及设置在封闭腔体内的热沉、激发光源和晶体模块，晶体模块位于激发光源的出射光路上；热沉上设置有定位结构，激发光源和晶体模块设置在定位结构上。本发明用于固体激光器的封装。

Description

一种固体激光器封装结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种固体激光器封装结构及其制备方法，属于激光器技术领域。
背景技术
激光是20世纪以来人类的又一重大发明，它一出现就引起人们的广泛关注。固体激光器具有体积小，使用方便，输出功率大等优点，在军事、加工、医疗和科研领域具有巨大的用途。固体激光器的封装决定着一个激光器性能的好坏，好的封装能使激光器工作更加稳定，因此固体激光器的封装仍然是一个研究热点。
现有的激光器封装结构中，在进行激光器各部件固定时，需要手工对各个部件的位置进行测定，这一工序不仅费时费力，且往往会由于测量精度不高而影响封装的良品率，且现有的封装结构制备方法通常采用整体加热的方式来使部件固定在热沉上，这种固定方式存在由于局部温度过高而导致的激光器部件精度降低的问题。
发明内容
本发明提供了一种固体激光器的封装结构，能够解决现有的封装结构需要进行定位工序和激光器部件工作精度降低的问题。
本发明一方面提供了一种固体激光器封装结构，所述封装包括：封闭腔体，以及设置在所述封闭腔体内的热沉、激发光源和晶体模块，所述晶体模块位于所述激发光源的出射光路上；所述热沉上设置有定位结构，所述激发光源和所述晶体模块设置在所述定位结构上。
可选地，所述定位结构为凸台。
可选地，所述结构还包括：导热块，所述导热块上开设有凹槽；所述导热块的凹槽和所述凸台固定连接；所述激发光源和所述晶体模块设置于所述导热块远离所述凸台的表面上。
可选地，所述晶体模块包括：第一激发晶体，所述第一激发晶体固定于所述导热块上。
可选地，所述晶体模块还包括：第二激发晶体和金属基底；所述第一激发晶体和所述第二激发晶体均固定于所述金属基底上；所述金属基底和所述导热块连接。
可选地，所述封闭腔体包括：壳体，第一端盖和第二端盖；所述第一端盖和所述第二端盖分别与所述壳体配套连接；所述热沉上远离所述定位结构的表面与所述壳体的内表面接触连接。
可选地，所述第一端盖上设置有沉头孔，所述沉头孔用于安装镜片；所述激发光源、所述激发晶体和所述沉头孔的中心轴均重合。
本发明另一方面提供了一种固体激光器封装结构的制备方法，所述方法包括：在热沉上开设凸台，在导热块上开设凹槽；将所述凹槽与所述凸台固定连接；将晶体模块设置于激发光源的出射光路上，并将激发光源和晶体模块均固定于所述导热块远离所述凸台的表面上；将所述热沉、所述激发光源和所述晶体模块封装于封闭腔体中。
可选地，所述将所述凹槽与所述凸台固定连接包括：在所述凸台和所述凹槽的连接处放置焊片；将所述热沉和所述导热块连接恒流电源，进行焊接。
可选地，所述焊接的电流为10～20A，所述焊接的时间为1～20s。
本发明能产生的有益效果包括：
本申请提供的激光器封装结构，通过在热沉的表面上开设定位结构，并将激发光源和晶体模块设置在定位结构上，最后将热沉、激发光源和晶体模块设置在封闭腔体内，来实现固体激光器的封装，其中，通过在热沉上开设定位结构，可以实现激发光源和晶体模块的定位，相比于现有技术，本申请的封装结构，无需再进行部件定位的工序，且定位精准，简单易操作，这极大的提高了激光器封装效率和封装的良品率。
附图说明
图1是为本发明实施例提供的固体激光器封装结构图；
图2是为本发明实施例提供的晶体模块结构图；
图3是为本发明实施例提供的封闭腔体结构图；
图4是为本发明实施例提供的固体激光器封装结构制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明实施例提供的固体激光器封装结构，如图1所示，包括：封闭腔体，以及设置在封闭腔体内的热沉1、激发光源2和晶体模块3，晶体模块3位于激发光源2的出射光路上；热沉1上设置有定位结构，激发光源2和晶体模块3设置在定位结构上。
其中，热沉1通常为高导热性材料；激发光源2可以为激光二极管；定位结构可以为在热沉1的表面上开设的凸块或凹槽。具体的，当定位结构为凸块时，凸块可以为长方体形状，凸块的高度为0.5～2mm；当定位结构为凹槽时，凹槽可以为长方体形状，凹槽的深度为0.5～2mm。
在实际应用中，在热沉1的表面上开设定位结构，并将激发光源2和晶体模块3设置在定位结构上，最后将热沉1、激发光源2和晶体模块3设置在封闭腔体内，形成固体激光器的封装结构，本申请通过在热沉1上开设定位结构，来定位激发光源2和晶体模块3的固定位置，相比于现有技术，本申请的封装结构，无需再进行部件定位的工序，且定位精准，简单易操作，这极大的提高了激光器封装效率和封装的良品率。
本发明实施例提供的封装结构还包括：导热块4，导热块4上开设有凹槽；导热块4的凹槽和凸台固定连接；激发光源2和晶体模块3设置于导热块4远离凸台的表面上。
其中，导热块4可以为铜等高导热性材料，本申请对此不做限制。此外当定位结构为凹槽时，导热块4可以开设与凹槽相吻合的凸台。
在实际应用中，在导热块4上开设于热沉1上的凸台相吻合的凹槽，通过凹槽和凸台的连接，将导热块4固定在热沉上，并将激发光源2和晶体模块3设置于导热块4远离凸台的表面上。导热块4的设置可以使激发光源2和晶体模块3处在同一高度，以提高激光器的激发效率。
本发明实施例提供的封装结构，晶体模块3包括第一激发晶体8，第一激发晶体8固定于导热块4上。晶体模块还包括：第二激发晶体9和金属基底11；第一激发晶体8和第二激发晶体9均固定于金属基底11上；金属基底11和导热块4连接。
如图2所示，晶体模块3可以包括一块激发晶体来产生激光，可选地，晶体模块3还可以包括两块或多块晶体，设置两块或多块激光，可以包括不同功能的晶体，如倍频晶体等，可以进行激光的调谐，从而获得不同波段的激光，此外，如果晶体模块采用多块激光，可以将多块激光通过粘接等连接方式固定在金属基底11，并在上端盖有金属片10，来形成一个整体的晶体模块，以便于进行组装和拆卸。
本发明实施例提供的固体激光器封装结构，封闭腔体包括：壳体6，第一端盖7和第二端盖12；第一端盖7和第二端盖12分别与壳体6配套连接；热沉1上远离定位结构的表面与壳体6的内表面接触连接。
如图3所示，壳体6的内部设有内螺纹，壳体6的外形可以为圆柱体或长方体，本发明对此不做限定。第一端盖7和第二端盖12于壳体之间可以通过螺纹来装配，并用密封圈密封。热沉1在远离定位结构的表面上设有和壳体6配合的外螺纹，热沉1和壳体6之间可以通过螺纹进行连接。
进一步的，第二端盖12上设置有密封插件，用于连接激发光源2的两个电极。具体的，密封插件可以是密封航空插头，也可以是用玻璃封焊或者密封胶做成的针脚。
本发明实施例提供的固体激光器封装结构，第一端盖7上设置有沉头孔，用于安装镜片；激发光源2、晶体模块3和沉头孔的中心轴均重合。
在实际应用中，第一端盖7上设置有沉头孔，可以将镜片5用胶水固定在沉头孔上，且沉头孔的中心轴与激发光源2、晶体模块3的中心轴重合，用于激光的透过。
另一方面，本发明实施例提供了一种固体激光器封装结构的制备方法，如图4所示，包括：
步骤S100：在热沉1上开设凸台，在导热块4上开设凹槽，将凹槽与凸台固定连接；
步骤S200：将晶体模块3设置于激发光源2的出射光路上，并将激发光源2和晶体模块3均固定于导热块4远离凸台的表面上；
步骤S300：将热沉1、激发光源2和晶体模块3封装于封闭腔体中。
其中，将凹槽与凸台固定连接，具体为：在凸台和凹槽的连接处放置厚度为0.03～0.06mm焊片，然后将热沉1和导热块4分别加到恒流源的正负极上(无正负之分)，设置恒流源电流为10～20A，打开电源1～20s，即可完成焊接。相较于现有技术通过采用整体加热熔融的固定方式，本申请通过焊接的方式来达到固定连接的效果，可以避免整体加热存在局部温度过高，从而影响激光器各部件的工作精度。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种固体激光器封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：封闭腔体，以及设置在所述封闭腔体内的热沉、激发光源和晶体模块，所述晶体模块位于所述激发光源的出射光路上；
所述热沉上设置有定位结构，所述激发光源和所述晶体模块设置在所述定位结构上。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述定位结构为凸台。
3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述结构还包括：导热块，所述导热块上开设有凹槽；
所述导热块的凹槽和所述凸台固定连接；
所述激发光源和所述晶体模块设置于所述导热块远离所述凸台的表面上。
4.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述晶体模块包括：第一激发晶体，所述第一激发晶体固定于所述导热块上。
5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述晶体模块还包括：第二激发晶体和金属基底；
所述第一激发晶体和所述第二激发晶体均固定于所述金属基底上；
所述金属基底和所述导热块连接。
6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封闭腔体包括：壳体，第一端盖和第二端盖；
所述第一端盖和所述第二端盖分别与所述壳体配套连接；
所述热沉上远离所述定位结构的表面与所述壳体的内表面接触连接。
7.根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于，所述第一端盖上设置有沉头孔，所述沉头孔用于安装镜片；
所述激发光源、所述晶体模块和所述沉头孔的中心轴均重合。
8.一种固体激光器封装结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在热沉上开设凸台，在导热块上开设凹槽，将所述凹槽与所述凸台固定连接；
将晶体模块设置于激发光源的出射光路上，并将所述激发光源和所述晶体模块均固定于所述导热块远离所述凸台的表面上；
将所述热沉、所述激发光源和所述晶体模块封装于封闭腔体中。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述将所述凹槽与所述凸台固定连接包括：
在所述凸台和所述凹槽的连接处放置焊片；
将所述热沉和所述导热块连接恒流电源，进行焊接。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述焊接的电流为10～20A，所述焊接的时间为1～20s。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4546478A (en) * 1980-06-17 1985-10-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser
US4914667A (en) * 1987-01-21 1990-04-03 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Hybrid laser for optical communications, and transmitter, system, and method
US5185752A (en) * 1992-02-18 1993-02-09 Spectra Diode Laboratories, Inc. Coupling arrangements for frequency-doubled diode lasers
US5357536A (en) * 1993-05-07 1994-10-18 Xerox Corporation Method and apparatus for the positioning of laser diodes
US6240113B1 (en) * 1998-02-27 2001-05-29 Litton Systems, Inc. Microlaser-based electro-optic system and associated fabrication method
CN104538838A (zh) * 2014-11-25 2015-04-22 青岛镭创光电技术有限公司 微型封装自倍频激光器
CN109378692A (zh) * 2018-12-29 2019-02-22 福建中科晶创光电科技有限公司 一种小型化高效率绿光晶体转换模块

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4546478A (en) * 1980-06-17 1985-10-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser
US4914667A (en) * 1987-01-21 1990-04-03 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Hybrid laser for optical communications, and transmitter, system, and method
US5185752A (en) * 1992-02-18 1993-02-09 Spectra Diode Laboratories, Inc. Coupling arrangements for frequency-doubled diode lasers
US5357536A (en) * 1993-05-07 1994-10-18 Xerox Corporation Method and apparatus for the positioning of laser diodes
US6240113B1 (en) * 1998-02-27 2001-05-29 Litton Systems, Inc. Microlaser-based electro-optic system and associated fabrication method
CN104538838A (zh) * 2014-11-25 2015-04-22 青岛镭创光电技术有限公司 微型封装自倍频激光器
CN109378692A (zh) * 2018-12-29 2019-02-22 福建中科晶创光电科技有限公司 一种小型化高效率绿光晶体转换模块

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