专利名称：具电路板的串联式半导体激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光器领域，尤其涉及一种具电路板的串联式半导体激光器。
背景技术：
半导体激光器是以半导体材料做エ质而产生受激发射作用的器件，其工作原理通过一定的激励方式，在半导体物质的能带(导带与价带)之间，或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。通过光纤设备输出的半导体激光具有比较广泛的应用领域，例如，激光切割、激光打标等，目前实现高功率密度光纤输出激光的主要方法是通过将多个半导体激光器输出光耦合后再由光纤输出，其实现方式主要有两种一是将半导体激光器在芯片ー级制成单片阵列形式，并联工作，通过整形学系统将阵列中每个激光器的输出光重新排列合并在一起输出；另ー种方式是将多个独立的半导体激光器的 输出光经过整形合并在一起输出，激光器可以并联也可以串联，由于分立激光器可以在耦合前进行筛选，并且可以采用単独制冷，因此组合成的组件可靠性、一致性和寿命均好于使用阵列的组件。那么如何在将多个独立半导体激光器耦合过程中尽可能的提高稳定性及结构的可靠性，成为了有待解决的难题。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种具电路板的串联式半导体激光器，其采用电路板将多个独立的激光器串联，增强了激光强度，且结构简单、拆装方便。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案一种具电路板的串联式半导体激光器，包括顺序布置的供电模块、激光模块、透镜、光纤接头，所述激光模块包括一个阶梯热沉和多个单管激光器，所述的多个单管激光器依次设置在所述阶梯热沉的台阶面上，且所述的多个单管激光器通过ー个电路板串联连接，在每个单管激光器的前方均设置整形透镜。进ー步的，还包括底座，所述底座由其顶部向下延伸开有槽ロ，所述激光模块侧装于所述槽ロ内，并通过一盖板封装于所述底座内，所述透镜通过透镜支架安装于底座前侧，所述供电模块安装于所述底座的后侧。优选的，所述整形透镜安装于整形透镜支架上，所述整形透镜支架固定于所述单管激光器的前侧，所述单管激光器上部均固定有电极，所述单管激光器固定于所述阶梯热沉的台阶面上，所述电路板固定于所述阶梯热沉的上部，且所述电极与电路板相接触，以使两者电连接。优选的，所述阶梯热沉的底面通过螺钉与所述底座的槽ロ侧壁相连接，以使所述激光模块侧装于所述槽口内。优选的，所述盖板与所述底座、所述透镜与所述透镜支架、所述透镜支架与所述底座之间均通过粘接剂粘接，所述供电模块通过螺钉固定于所述底座的后侧，所述光纤接头通过螺钉固定于底座前侧，并位于所述透镜的外側。优选的，所述整形透镜支架通过螺钉固定于所述单管激光器的前侧，所述单管激光器上部通过螺钉依次串接电极、垫圈，并通过所述螺钉整体固定于所述阶梯热沉的台阶面上，所述电路板的下部设置绝缘电路板，且ー并通过螺钉固定于所述阶梯热沉的上部，所述电极与电路板相接触，以使两者电连接。优选的，所述整形透镜包括激光光束快轴整形透镜、激光光束慢轴整形透镜，所述整形透镜支架的顶部中心向下依次开设第一凹槽部分和第二凹槽部分，所述激光光束慢轴整形透镜通过粘接剂粘接于所述整形透镜支架上端面，并位于所述第一凹槽部分上方，所述激光光束快轴整形透镜通过粘接剂粘接于所述激光光束慢轴整形透镜底部。优选的，所述供电模块上设有供电端子和信号输出端子。本实用新型的有益效果供电模块连接外部电源，并通过电路板给多个相互串联的单管激光器供电，每个单管激光器的前方均设置整形透镜，可以达到激光光束准直效果， 再通过透镜进ー步加强了激光強度，最后通过与光纤接头相接的光纤输出。对比现有技木，该激光器使用电路板将多个单管激光器串联连接，通过多个单管激光器功率叠加，达到加强激光強度目的，实现增强瓦数的效果，便于装配、方便检测，具有较强的替换性；同时激光模块采用侧立安装，有效的节省横向空间，井能使多个单管激光器保持一致的热阻。
图I为实施例所述的具电路板的串联式半导体激光器的立体结构图；图2为实施例所述的激光模块的立体结构图；图3为图I中所示的具电路板的串联式半导体激光器的立体分解图；图4为图2中所示的激光模块的立体分解图；图5为图4中所示的整形透镜的安装示意图。图中I、底座；2、盖板；3、光纤接头；4、供电模块；5、激光模块；51、阶梯热沉；52、供电电路板；53、单管激光器；54、电极；55、整形透镜支架；551、第一凹槽部分；552、第二凹槽部分；56、绝缘电路板；57、激光光束慢轴整形透镜；58、激光光束快轴整形透镜；6、透镜；7、透镜支架；8、紧固件。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进ー步说明本实用新型的技术方案。本实用新型所述的具电路板的串联式半导体激光器，包括底座以及顺序布置的供电模块、激光模块、透镜、光纤接头，底座由其顶部向下延伸开有槽ロ，激光模块侧装于所述槽口内，并通过一盖板封装于底座内，激光模块包括一个阶梯热沉和多个单管激光器，所述的多个单管激光器依次设置在所述阶梯热沉的台阶面上，且所述的多个单管激光器通过ー个电路板串联连接，在每个单管激光器的前方均设置整形透镜，通过电路板将多个单管激光器串联连接，采用多个单管激光器功率叠加，达到加强激光強度目的，实现增强瓦数的效果，便于装配、方便检测；同时激光模块采用侧立安装，有效的节省横向空间，井能使多个单管激光器保持一致的热阻。[0023]如图I 5所示，给出了一种具电路板的串联式30W半导体激光器具体实施例，其主要由供电模块4、底座I、盖板2、激光模块5、透镜6、透镜支架7、光纤接头3组成(參见图I、图3所示)，底座I具有方形槽，激光模块5侧装于方形槽内，并通过紧固件8与方形槽左侧壁固接，再通过盖板2将其封装于方形槽内，盖板2与底座I之间通过粘接剂粘接；在底座I的后侧开有供电模块安装孔，供电模块4通过紧固件固定于底座的后侧；在底座I的前侧开ロ透镜安装孔，透镜6通过粘接剂粘接在透镜支架7上，再整体通过粘接剂粘接于底座I上；位于透镜的外侧，光纤接头3通过紧固件固定于底座上，其用于与输出设备的光纤相连接。供电模块4上设有供电端子和信号输出端子，供电端子用于连接外部电源，信号输出端子可以在需要时直接用于信号的输出，避免了信号的干扰。 參见图2、图4所示，激光模块5主要由阶梯热沉51、供电电路板52、单管激光器53、电极54、整形透镜支架55、整形透镜、绝缘电路板56组成。其中，阶梯热沉51具有五个台阶面，在每个台阶面上均设置有单管激光器53，每个单管激光器的前侧(前侧是指激光照射的方向)通过紧固件固定整形透镜支架55，整形透镜安装于整形透镜支架上，每个单管激光器53的上部依次放置有电极54、垫圈，然后从其上方旋入紧固螺钉，将电极54固定于单管激光器53上部，并整体固定于阶梯热沉51的台阶面上；阶梯热沉51还具有两支撑体，支撑体的高度高于台阶面的最高层高度，将供电电路板52置于支撑体上，并通过紧固件固定，五个单管激光器被限制于阶梯热沉51与供电电路板52之间,且电极54与供电电路板52相接触，实现两者的电连接，供电电路板为单管激光器供电，当单管激光器发光发热时阶梯热沉能起到一定的散热作用，在实际制作吋，电极则是按需简短并折弯，以使其与供电电路板完全接触，进ー步提高连接的可靠性；在供电电路板52的下部还设置有绝缘电路板56，两者一起通过紧固件固定在阶梯热沉的支撑体上。整形透镜包括激光光束慢轴整形透镜57、激光光束快轴整形透镜58，对应的在整形透镜支架顶部中心向下依次开设第一凹槽部分551和第二凹槽部分552(參见图5所示)，激光光束慢轴整形透镜57通过粘接剂粘接于整形透镜支架55上端面，并位于第一凹槽部分551上方，激光光束快轴整形透镜58通过粘接剂粘接于激光光束慢轴整形透镜57底部，并位于第一凹槽部分551及第ニ凹槽部分552内，整形透镜的中心、两凹槽部分中心以及整形透镜支架中心优选的在同一直线上，能达到激光光束快轴准直的效果。上述粘接剂优选的采用紫外固化胶胶水。工作时，供电模块连接外部电源，并通过电路板给多个相互串联的单管激光器供电，每个单管激光器的前方均设置整形透镜，可以达到激光光束准直效果，再通过透镜进ー步加强了激光強度，最后通过与光纤接头相接的光纤输出。以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式
，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种具电路板的串联式半导体激光器，其特征在于，包括顺序布置的供电模块、激光模块、透镜、光纤接头，所述激光模块包括一个阶梯热沉和多个单管激光器，所述的多个单管激光器依次设置在所述阶梯热沉的台阶面上，且所述的多个单管激光器通过一个电路板串联连接，在每个单管激光器的前方均设置整形透镜。
2.根据权利要求I所述的具电路板的串联式半导体激光器，其特征在于，还包括底座，所述底座由其顶部向下延伸开有槽口，所述激光模块侧装于所述槽口内，并通过一盖板封装于所述底座内，所述透镜通过透镜支架安装于底座前侧，所述供电模块安装于所述底座的后侧。
3.根据权利要求2所述的具电路板的串联式半导体激光器，其特征在于，所述整形透镜安装于整形透镜支架上，所述整形透镜支架固定于所述单管激光器的前侧，所述单管激光器上部均固定有电极，所述单管激光器固定于所述阶梯热沉的台阶面上，所述电路板固定于所述阶梯热沉的上部，且所述电极与电路板相接触，以使两者电连接。
4.根据权利要求2所述的具电路板的串联式半导体激光器，其特征在于，所述阶梯热沉的底面通过螺钉与所述底座的槽口侧壁相连接，以使所述激光模块侧装于所述槽口内。
5.根据权利要求2所述的具电路板的串联式半导体激光器，其特征在于，所述盖板与所述底座、所述透镜与所述透镜支架、所述透镜支架与所述底座之间均通过粘接剂粘接，所述供电模块通过螺钉固定于所述底座的后侧，所述光纤接头通过螺钉固定于底座前侧，并位于所述透镜的外侧。
6.根据权利要求3所述的具电路板的串联式半导体激光器，其特征在于，所述整形透镜支架通过螺钉固定于所述单管激光器的前侧，所述单管激光器上部通过螺钉依次串接电极、垫圈，并通过所述螺钉整体固定于所述阶梯热沉的台阶面上，所述电路板的下部设置绝缘电路板，且一并通过螺钉固定于所述阶梯热沉的上部，所述电极与电路板相接触，以使两者电连接。
7.根据权利要求3所述的具电路板的串联式半导体激光器，其特征在于，所述整形透镜包括激光光束快轴整形透镜、激光光束慢轴整形透镜，所述整形透镜支架的顶部中心向下依次开设第一凹槽部分和第二凹槽部分，所述激光光束慢轴整形透镜通过粘接剂粘接于所述整形透镜支架上端面，并位于所述第一凹槽部分上方，所述激光光束快轴整形透镜通过粘接剂粘接于所述激光光束慢轴整形透镜底部。
8.根据权利要求I 7任一项所述的具电路板的串联式半导体激光器，其特征在于，所述供电模块上设有供电端子和信号输出端子。
专利摘要本实用新型公开一种具电路板的串联式半导体激光器，包括底座以及顺序布置的供电模块、激光模块、透镜、光纤接头，所述底座由其顶部向下延伸开有槽口，所述激光模块侧装于所述槽口内，并通过一盖板封装于所述底座内，激光模块包括一个阶梯热沉和多个单管激光器，所述的多个单管激光器依次设置在所述阶梯热沉的台阶面上，且所述的多个单管激光器通过一个电路板串联连接，在每个单管激光器的前方均设置整形透镜。该激光器使用电路板将多个单管激光器串联连接，通过多个单管激光器功率叠加，达到加强激光强度目的，实现增强瓦数的效果，便于装配、方便检测；同时激光模块采用侧立安装，有效的节省横向空间，并能使多个单管激光器保持一致的热阻。
文档编号H01S5/40GK202513440SQ20122018422
公开日2012年10月31日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者刘庆庆, 刘让, 张军, 李大明, 潘华东, 芮建保 申请人:无锡亮源激光技术有限公司