一种镭射光源的制作方法

1.本申请涉及镭射光源技术领域，尤其涉及一种镭射光源。


背景技术：

2.镭射(laser)光源是一种能够产生光波，并经过整流后由单面反射面反射出高强度光束的装置，其原理是以晶体、气体、半导体等物质为介质，使光波在其介质中多次反射，引起连锁反应，放射出高强度的光束，因此也称为“激光”。镭射光源有着光束集中、亮度高、光色纯、能量密度大等特点，广泛应用于光盘驱动、扫描仪、医疗、光通讯、舞台灯等领域。
3.其中，如何设置镭射光源的结构直接影响着镭射光源的发光效果。


技术实现要素：

4.本申请的实施例提供一种镭射光源，用于解决相关技术中镭射光源的发光不均匀、发光功率相对较低的问题。
5.为达到上述目的，第一方面，本申请实施例提供了一种镭射光源，包括基座、透镜以及多个镭射晶片，所述基座上设有放置腔，所述放置腔的一侧具有开口，所述基座具有安装表面以及位于所述安装表面的周缘处的侧内壁，所述安装表面面对所述开口，且与所述侧内壁围成所述放置腔；所述透镜盖设于所述开口处；每个所述镭射晶片均设置于所述安装表面上；其中，所述侧内壁为反射面，所述侧内壁适于将所述镭射晶片发出的光束反射至所述透镜，所述安装表面设有彼此相隔开的第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘围绕所述第二焊盘，所述第一焊盘和所述第二焊盘分别与所述镭射晶片的第一连接端和第二连接端对应电连接。
6.本申请实施例提供的镭射光源，由于侧内壁为反射面，这样在工作时，反射面就可以将多个镭射晶片所发出的光束反射至透镜，经过透镜的整形后，射出放置腔，从而就可以大大减少镭射晶片所发出光束的损失，以提高该镭射光源的发光效率。由于镭射晶片的数目为多个，且每个镭射晶片均设置于安装表面上，从而有利于光束被反射后均匀通过透镜，进而有利于提高该镭射光源所发出光束的均匀性。由于安装表面设有彼此相隔开的第一焊盘和第二焊盘，第一焊盘围绕第二焊盘，第一焊盘和第二焊盘分别与镭射晶片的第一连接端和第二连接端对应电连接，这样镭射晶片就可以通过表面贴装工艺安装在安装表面上，从而提高生产效率。又由于第一焊盘围绕第二焊盘设置，这样使得第一焊盘、第二焊盘的布置更加紧凑，有利于减小第一焊盘、第二焊盘在安装表面上的占用空间，从而使安装表面上有足够的空间来设置更多的镭射晶片，进而有利于提高该镭射光源的发射功率。
附图说明
7.为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
8.图1为本申请一些实施例中的镭射装置的结构示意图；
9.图2为相关技术中的镭射光源的结构示意图；
10.图3为本申请一些实施例中的镭射光源的结构爆炸图；
11.图4为本申请一些实施例中的镭射光源拆去透镜后的俯视示意图；
12.图5为图4的a
‑
a剖面示意图；
13.图6为图4的b
‑
b剖面示意图；
14.图7为图6的仰视示意图；
15.图8为本申请另一些实施例中的镭射光源的剖面示意图；
16.图9为图8的仰视示意图；
17.图10为本申请一些实施例中的镭射光源的剖面示意图；
18.图11为本申请另一些实施例中的镭射光源的剖面示意图；
19.图12为图11中的镭射光源的爆炸图。
具体实施方式
20.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
21.在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
22.在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
23.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
24.如图1所示，图1为本申请一些实施例中的镭射装置的结构示意图。该镭射装置包括固定座100、电路板200以及镭射光源300。固定座100上设置有安装槽110，电路板200设置于安装槽110中。镭射光源300的数目为多个，且均设置于电路板200上，多个镭射光源300在电路板200上呈阵列排布。在工作时，电路板200上的全部或者部分镭射光源300按照要求发出光束。
25.该镭射装置可以用在投影装置、照明装置、医疗器械等设备中。
26.如图2所示，图2为相关技术中的镭射光源300的结构示意图。该镭射光源300包括基座1、透镜2以及一个镭射晶片3，基座1上设有放置腔11，放置腔11的一侧具有开口12，透镜2盖设于开口12处，镭射晶片3设置于放置腔11中。在工作时，镭射晶片3发出的光束经过
透镜2的整形后射出放置腔11。
27.相关技术中的这种镭射光源300，由于镭射晶片3所发出的光是朝向周围空间发出，只有一部分光经透镜2射出放置腔11，另外一部分光被放置腔11的内壁吸收转化成热能散失，这样导致该镭射光源300的发光效率较低；同时，由于放置腔11中只设置了一个镭射晶片3，这样镭射晶片3所发出的光束在通过透镜2时容易不均匀。
28.如图3、图4和图5所示，图3为本申请一些实施例中的镭射光源300的结构爆炸图，图4为本申请一些实施例中的镭射光源300拆去透镜2后的俯视示意图，图5为图4的a
‑
a剖面示意图。该镭射光源300包括基座1、透镜2以及多个镭射晶片3。基座1上设有放置腔11，放置腔11的一侧具有开口12，透镜2盖设于开口12处，基座1具有安装表面111以及位于安装表面111的周缘处的侧内壁112，安装表面111面对开口12且与侧内壁112围成放置腔11，每个镭射晶片3均设置于安装表面111上。
29.侧内壁112为反射面13，侧内壁112适于将镭射晶片3发出的光束反射至透镜2，如图3和图4所示，安装表面111设有彼此相隔开的第一焊盘41和第二焊盘42，第一焊盘41围绕第二焊盘42，第一焊盘41和第二焊盘42分别与镭射晶片3的第一连接端31和第二连接端32对应电连接，第一连接端31和第二连接端32例如分别为镭射晶片3的正极连接点及负极连接点。第一焊盘41和第二焊盘42分别电性连接于电路板200上。
30.上述透镜2为凸透镜、凹透镜、纹面透镜、菲涅尔透镜中的一个，其中，凸透镜、菲涅尔透镜可以将镭射晶片3发出的光束会聚，凹透镜可以将镭射晶片3发出的光束发散或者准直，纹面透镜可以使得透过其的光束产生较好的光线效果。具体可根据镭射装置的用途选用透镜2的种类。上述反射面13为平整光滑的表面，可以是通过对放置腔11的侧面112进行精雕形成。
31.该镭射光源300，由于侧内壁为反射面13，这样在工作时，反射面13就可以将多个镭射晶片3所发出的光束反射至透镜2，经过透镜2的整形后，射出放置腔11，从而就可以大大减少镭射晶片3所发出光束的损失，以提高该镭射光源300的发光效率。由于镭射晶片3的数目为多个，且每个镭射晶片3均设置于安装表面111上，通过侧内壁13将每个镭射晶片3发出的光束反射至透镜2，从而有利于光束均匀通过透镜2，进而有利于提高该镭射光源300所发出光束的均匀性。由于安装表面111设有彼此相隔开的第一焊盘41和第二焊盘42，第一焊盘41围绕第二焊盘42，第一焊盘41和第二焊盘42分别与镭射晶片3的第一连接端31和第二连接端32对应电连接，这样镭射晶片3就可以通过表面贴装工艺安装在安装表面111上，从而提高生产效率。又由于第一焊盘41围绕第二焊盘42设置，这样使得第一焊盘41、第二焊盘42的布置更加紧凑，有利于减小第一焊盘41、第二焊盘42在安装表面111上的占用空间，从而使安装表面111上有足够的空间来设置更多的镭射晶片3，进而有利于提高该镭射光源300的发射功率。
32.在一些实施例中，如图3和图4所示，第二焊盘42位于安装表面111的中心处，多个镭射晶片3围绕第二焊盘42且位于第二焊盘42及第一焊盘41之间。通过这样设置可以方便镭射晶片3通过打线方式与第一焊盘41、第二焊盘42电连接，避免镭射晶片3离第一焊盘41、第二焊盘42的距离过远时所造成的连接困难。
33.在一些实施例中，如图4所示，镭射晶片3的第一连接端31通过第一连接线51与第一焊盘41电连接；第二连接端32通过第二连接线52与第二焊盘42电连接。
34.将镭射晶片3通过连接线与焊盘连接，这样降低了镭射晶片3与焊盘电连接的难度，使得镭射晶片3与第一焊盘41、第二焊盘42之间的连接更加容易，从而有利于降低该镭射光源300的成本。同时，由于多个镭射晶片3围绕第二焊盘42且位于第二焊盘42及第一焊盘41之间，这样也可以使第一连接线51、第二连接线52分别向相背的方向延伸，也就是第一连接线51向外侧延伸与第一焊盘41相连接，第二连接线52向内侧延伸与第二焊盘42相连接，从而使第一连接线51、第二连接线52得布置更加整洁有序，避免出现第一连接线51和第二连接线52交叉缠绕的情形。
35.在一些实施例中，如图4、图8和图9所示，图8为本申请另一些实施例中的镭射光源300的剖面示意图，图9为图8的仰视示意图。第一焊盘41具有多个焊盘单元411，基座1背离安装表面111的一侧表面设有环形焊盘43，多个焊盘单元411延伸连接环形焊盘43，第二焊盘42延伸至基座1背离安装表面111的一侧表面。具体地，如图8和图9所示，基座1背离安装表面111的一侧表面开设有环槽143，环形焊盘43设置于环槽143内。安装表面111上分别开设有第一通孔141和第二通孔142，第一通孔141的数目为多个，多个第一通孔141围绕第二通孔142设置，每个第一通孔141均与环槽143相贯通，每个第一通孔141中设置有一个焊盘单元411，第二通孔142中设置第二焊盘42。通过这样设置，可以便于该镭射光源300焊接在电路板200上，有利于提高与电路板200的电连接的可靠性，环形焊盘43与电路板200之间有一个焊点失效，不影响环形焊盘43与电路板200之间的电连接，进而也就不影响多个焊盘单元411与电路板200之间的电连接。
36.其中，第一焊盘41和环形焊盘43之间可以是一体成型(如图8所示)，也可以是分体设置，在此不做具体限定。
37.当然，也可以根据实际需要不设环形焊盘43，如图4和图6所示，第一通孔141和第二通孔142均贯穿基座1至基座1背离安装表面111的一侧表面，第一焊盘41的焊盘单元411填充于第一通孔141中，第二焊盘42填充于第二通孔142中。
38.在一些实施例中，如图4和图5所示，多个镭射晶片3均匀分布于第一圆周61上，且第一圆周61的中心位于透镜2的光轴21上。由于多个镭射晶片3均匀分布于第一圆周61上，且第一圆周61的中心位于透镜2的光轴21上，这样可以保证多个镭射晶片3发出的光束均匀通过透镜2，以便于透镜2将多个镭射晶片3发出的光束更好地整形。
39.其中，镭射晶片3的数目可以是2个、3个、4个等，具体可根据实际需要选择。
40.在一些实施例中，如图4和图5所示，多个焊盘单元411均匀分布于第二圆周62上，且第二圆周62的中心位于所述透镜2的光轴21上。这样多个焊盘单元411的布置就可以很好地与多个镭射晶片3的布局相匹配，使得每个焊盘单元411与第二焊盘42之间的距离恒定，从而方便多个镭射晶片3设置在焊盘单元411和第二焊盘42之间。
41.在一些实施例中，如图5所示，沿出光方向m，放置腔11呈扩口状，也就是反射面13相对透镜2的光轴21倾斜设置。通过这样设置，不但有利于反射面13将镭射晶片3发出的光束反射至透镜2，而且还提高了放置腔11的开口12的面积，有利于提高该镭射光源300的出光量。另外，通过改变反射面13的倾斜角度可以控制镭射光源300的射出光束的发射角(图中箭头a、b之间的夹角)，以更好地满足实际的需求。
42.其中，如图5所示，反射面13与透镜2的光轴21之间的夹角θ是一个重要的参数，θ不宜过大，也不宜过小。如果θ过大，反射面13则过于平缓，那么反射面13在沿透镜2的径向上
的跨度过大，从而导致基座1在透镜2的径向上的尺寸过大，不利于该镭射光源300的小型化。如果θ过小，反射面13则过于陡峭，从而不利于将镭射晶片3发出的光束反射至透镜2。经研究发现，当θ范围为30
°
～60
°
时，既能够保证基座1在透镜2的径向上的尺寸不至于过大，又有利于将镭射晶片3发出的光束反射至透镜2，同时，当θ范围为30
°
～60
°
时，有利于反射面13将多个镭射晶片3发出的光束反射为平行透镜2的光轴21，从而易于对光束进行整形或使该镭射光源300发出平行的光束。上述“平行”可以是绝对的平行，也可以在一定误差范围内的近似平行。
43.经进一步的研究发现，当θ为45
°
时，在保证基座1在透镜2的径向上的尺寸不至于过大的同时，更加有利于反射面13将多个镭射晶片3发出的光束反射为平行透镜2的光轴21。
44.在一些实施例中，如图10、图11和图12所示，图10为镭射光源一种结构的剖面示意图，图11为镭射光源另一种结构的剖面图，图12为图11中的镭射光源的爆炸图。镭射光源还包括荧光片6，荧光片6设置于开口12处，反射面13被配置为将镭射晶片3发出的光束反射至荧光片6。
45.通过在开口12处设置荧光片6，这样放置腔11内发出的有色光(包括镭射晶片3直接发出的光以及反射面13所反射的光)透过荧光片6之后，就可以形成白色的光，从而可以满足用户对白光的需求，同时这样可以使得该镭射光源直接射出白光，那么就无需在镭射光源之外设置转化成白光的部件，从而可以简化结构。
46.荧光片6的设置位置不唯一，在一些实施例中，如图10所示，放置腔11位于开口12的位置处具有定位孔17，荧光片6配合设置于定位孔17中，透镜2位于荧光片6远离放置腔11的一侧。
47.由于定位孔17位于基座1靠近开口12的位置处，这样可以方便定位孔17的加工，有利于降低定位孔17的加工成本。同时将荧光片6配合设置于定位孔17中，透镜2位于荧光片6远离放置腔11的一侧，这样透镜2可以对荧光片6起到限位的作用，从而可以使荧光片6固定的更加牢固。
48.在另一些实施例中，如图11所示，透镜2靠近放置腔11的一侧表面开设有安装槽22，荧光片6嵌入安装槽22中。通过将荧光片6嵌入透镜2的安装槽22中，这样可以减少荧光片6对放置腔11的开口12处的空间的占用，从而使得该镭射光源的结构更加紧凑，占用空间更小。
49.在一些实施例中，如图10～图12所示，镭射光源还包括制冷片7，制冷片7的吸热面71与基座1远离透镜2的一侧表面相贴合，这样镭射晶片3在工作时所产生的热量就可以由基座1传递至制冷片7处，被制冷片7所吸收，从而可以增加镭射晶片3的散热效果，那么该镭射光源在满足散热的同时，就可以采用大功率的镭射晶片3，从而可以提高该镭射光源的照射效果。
50.其中，制冷片7可以是半导体制冷片，但也不限于此，其它类型的制冷片均可以。
51.在一些实施例中，如图10～图12所示，制冷片7具有彼此相隔开的第三焊盘72和第四焊盘73，且第三焊盘72与第一焊盘41电连接，第四焊盘73与第二焊盘42电连接。这样在电路板上安装镭射光源时，就可以将第三焊盘72、第四焊盘73与电路板上的焊盘焊接，第三焊盘72、第四焊盘73起到了中间媒介的作用，从而方便了第一焊盘41第二焊盘42与电路板实
现电连接。
52.其中，如图10和图11所示，第三焊盘72可以设置在制冷片7上与第一焊盘41相对的位置处，第三焊盘72与第一焊盘41相接触，以实现第三焊盘72与第一焊盘41电连接；第四焊盘73可以设置在制冷片7上与第二焊盘42相对的位置处，第四焊盘73与第二焊盘42相接触，以实现第四焊盘73与第二焊盘42电连接。
53.当然，也可以在制冷片7上分别开设有避让第一焊盘41、第二焊盘42的避让孔，这样也可以方便第一焊盘41、第二焊盘42与电路板电连接。
54.在一些实施例中，如图5所示，基座1包括基座套15和基座芯16，基座套15具有中心孔151，中心孔151连通放置腔11，基座套15围绕放置腔11的一侧表面为侧内壁112，基座芯16配合设置于中心孔151中，基座芯16面对开口12的一侧表面为安装表面111。通过这样设置，当镭射晶片3发生损坏时，可以将基座芯16从基座套15中取出，再将新的基座芯16配合设置于中心孔151中，这样就无需将基座1整体更换，从而有利于降低维修成本。
55.其中，基座套15可以由金属材质制作而成，比如铜，这样可以使基座套15具有良好的散热性。基座套15可以是圆形套，也可以是方形套，在此不做具体限定。如图5所示，当基座套15为圆形套时，基座套15的外径d为4mm，整个镭射光源300的高度h为1.8mm。
56.基座芯16可以陶瓷材料制作而成，由于陶瓷材料具有良好的绝缘性能以及散热性，这样不但可以对镭射晶片3进行散热，而且在第一焊盘41、第二焊盘42设置在基座芯16上时，可以更好地将第一焊盘41、第二焊盘42隔开，避免第一焊盘41、第二焊盘42之间出现短路。
57.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
58.以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。