高功率二极管激光器封装中的光学损耗管理的制作方法
【专利摘要】提供一种具备改进的高温处置和可靠性的高功率二极管激光器模块，所述模块包括：外壳，其由导热材料制成且提供在多个外壳表面之间延伸的模块内部；至少一个二极管激光器，其安置于所述模块内部中且被定位以发出激光束；一个或多个光学组件，其安置于所述模块内部中且耦合到所述至少一个二极管激光器以改变所述激光束的一个或多个特性；波导，其与所述模块内部光连通且被定位以接收来自所述一个或多个光学组件的所述激光束；以及光学吸收体，其安置于所述外壳中且被定位以接收与所述激光束相关联且在所述模块内部中传播的杂散光，以吸收所述杂散光且将与所述杂散光相关联的热传导远离所述模块内部且进入所述外壳。
【专利说明】高功率二极管激光器封装中的光学损耗管理
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年12月17日提交的第62/093，322号美国临时专利申请的权益，所述申请通过引用方式被整体纳入本文。
技术领域
[0003]本申请涉及能够产生1W或更多的激光能量的高功率二极管激光器封装。
【背景技术】
[0004]二极管激光器封装中的一个效率指标是从一个或多个二极管激光器发出的光学功率的量与从所述封装输出的有用光学功率的量的比率。这种光学到光学的效率即使在通过光学设计被最大化时也会受到损耗影响，所述损耗导致在激光器封装内形成杂散光。取决于特定装置的结构和光学耦合的复杂性，所述损耗通常介于百分之几到百分之几十。激光二极管封装外壳常常由导热材料一一例如铜或铝一一制成，所述导热材料可用来从封装将热耦合送出以用于对流或进一步传导冷却。复杂的基于水的冷却系统可与一个或多个二极管激光器封装集成以提供封装冷却，并且尤其依赖于此以随着二极管功率或二极管封装功率密度增加而增加封装的使用期限。
[0005]在激光器封装的领域中，机械结构和特征常常是高度反射的，例如通过镀金或焊接。在几乎所有封装中，在此已发现杂散激光从这些内部封装表面或结构反射走，直到最后被吸收到表面中。并不高度反射的特征一一由此其吸收成比例的较大百分比的光一一包含环氧树脂、二极管激光器热基板、电绝缘涂层等，其中每一种常常并非被预期或设计为对激光为稳健的。行业中的较低功率封装通常能够耗散此热，因为此热的量值相对低，而无对环氧树脂、激光器或其它结构的显著影响，并且因此已忽略反射光。在较高功率封装中，例如产生1W到300W或更多的激光能量的封装中，这导致IW到300W或更多的杂散光并且因此导致热，本发明人已发现这造成例如涂层等光学表面以及例如环氧树脂等其它内部组件的降级。此杂散光也可以被吸收到激光二极管或激光二极管基板中，从而导致二极管波长改变、减少二极管使用期限或激光器不稳定性。所述封装内包含焊料、环氧树脂等的光学-机械结构的发热可造成光学不对准、通过除气造成的PIF(封装引起的故障)，且导致过早的激光器、热、结构或光学方面的故障。常规封装通常单独以有源冷却系统解决增加的热负荷，这显著增加了成本。因此，仍需要具有较少缺陷的二极管激光器封装热管理的改进。
【发明内容】
[0006]根据一个实施方案，一种高功率二极管激光器模块，包括:外壳，其由导热材料制成且提供在多个外壳表面之间延伸的模块内部;至少一个二极管激光器，其安置于所述模块内部中且被定位以发出激光束;一个或多个光学组件，其安置于所述模块内部中且耦合到所述至少一个二极管激光器以改变所述激光束的一个或多个特性;波导，其与所述模块内部光连通且被定位以接收来自所述一个或多个光学组件的所述激光束；以及光学吸收体，其安置于所述外壳中且被定位以接收与所述激光束相关联且在所述模块内部中传播的杂散光，以吸收所述杂散光且将与所述杂散光相关联的热传导远离所述模块内部且进入所述外壳。
[0007]根据另一实施方案，一种用于改善高功率激光二极管封装的热性能的方法，包括:将用于封装内部中的杂散光的光学吸收的选定表面掩模以在其中形成选定的经掩模表面位置;用非反应性焊料基底金属涂覆二极管激光器封装的表面，包括所述封装内部中的所述选定的经掩模表面位置;移除掩模；以及在所述选定的经掩模表面位置的其中通过酸蚀刻所述二极管激光器封装的表面而移除所述掩模的地方形成光学吸收体。根据用于改善高功率激光二极管封装的热性能的另一方法，用焊料或焊料状材料涂覆二极管激光器封装的表面，包括其中杂散光光学吸收体待要安置至的表面;选择其中所述杂散光光学吸收体不安置至的表面进行掩模；以及将吸收性涂层施加到所述二极管激光器封装的一个或多个表面，所述吸收性涂层安置于所述封装中以用于吸收在所述高功率激光二极管封装内传播的杂散光；以及移除掩模。
[0008]根据又一实施方案，提供一种用于能够处置超过100W的功率的高功率激光器封装的杂散光管理系统，所述激光器封装具有在其中的多个表面和一个盖，且包括被配置为发出激光束的多个二极管激光器、用于准直和引导所述激光束的光学器件以及用于聚焦所述经准直和引导的光束的物镜，其中杂散光产生且未通过所述物镜被耦合到所述激光器封装之外，所述杂散光管理系统包含:杂散光吸收块，其包含施加于其上的吸收性涂层，所述杂散光吸收块被定位以接收在所述激光器封装内传播的杂散光且吸收所述杂散光，所述杂散光吸收块还包含用于将由所述吸收的杂散光产生的热导出到所述激光器封装之外的热路径。
[0009]前述和其它目标、特征以及优点将从以下详细描述变得更明了，所述详细描述是参考未必按比例绘制的附图而进行的。
【附图说明】
[0010]图1-4是激光二极管封装的透视图。
[0011]图5A和5B是实施例方法的流程图。
[0012]图6是比较不同激光二极管封装的实施方案的热性能的条形图。
【具体实施方式】
[0013]随着行业中激光器封装功率增加，杂散光管理将变为对于激光器封装科学、尤其是容纳半导体激光二极管的封装而言的一个越来越重要的问题。虽然例如用光学元件的改进设计或较高质量的光学涂层控制光学损耗可提供导致杂散光的预期光学损耗的战略减少，但聚焦透镜、棱镜或镜上的例如由于制造公差所致的偶然不当涂层施加会消除损耗益处且影响可靠性。此外，随着激光二极管功率的进步出现且随着二极管封装功率输出增加，即使控制损耗也无法减轻几瓦到数十瓦的杂散光的影响。涂层缺陷、块体光学基板缺陷、光学元件缺陷、激光二极管缺陷、不纯偏振，每一项都会导致可叠加从而不利地影响性能和可靠性的损耗。虽然不可能控制全部损耗，但是替代地可通过在封装内在战略位置中提供吸收性涂层或结构或这两者来管理杂散光。所述吸收性涂层起作用以减少杂散光的反射次数，且提供工程化热路径用于将热从封装转出，从而极大地减少杂散光对封装性能和可靠性的影响。由吸收性涂层再发出的被吸收的杂散光往往会调整到较长波长的黑体频谱，其可对封装组件损害较少。因此，二极管封装可被制成与常规模块相比具有较高可靠性且具有较高功率上限。此外，通过改进的杂散光和热管理，可达到较大的二极管激光器封装功率上限而不需要有源冷却系统，例如冷却剂循环系统等。替代地，可以看到大范围功率水平上的封装的到故障的平均时间增加而无实质上额外耗费。通过结合此处的特征与例如有源冷却等常规方法，可实现额外热耗散，从而在大量应用中为用户带来改善的性能和减少的成本。
[0014]在图1中，一个二极管激光器模块100利用杂散光吸收技术。模块100包含由例如铜等导电材料制成的外壳101。外壳101包含盖102(大体上以剖示展示)和大体上封闭模块内部104的多个侧面103，激光二极管105定位于所述模块内部104中以用于发射激光束106。可按具体应用需要选择半导体激光二极管105的例如波长、功率输出等的特性。在大约640nm与1080nm之间选择的波长或波长范围是大体上合适的，但在一些实例中绿、UV和近IR也可为合适的。激光束106被引导到且耦合到波导107中，所述波导例如为与外壳内部光连通的光纤。图1A提供图1的侧截面图以提供对激光器操作的额外透视观察。在激光器操作期间，激光束106可耦合到一个或多个光学组件，例如快轴准直光学器件108，以控制或调整激光束106的一个或多个特性从而提供进入波导107的光学耦合。将了解，在各种模块实例中，可使用其它类型的光学耦合组件。
[0015]在将光束106发出且耦合到波导107中的过程中，产生非耦合杂散光(示为虚线箭头109)。杂散光107往往会在模块内部104内多次反射从而导致模块100的操作和可靠性问题。杂散光吸收体110安置于模块内部104中且可操作以吸收杂散光109并且将相关的热传导(示为波浪箭头111)到外壳101中以从模块100移除。与杂散光109相关联的热的移除减少在激光器操作期间模块100的总体温度，从而与无杂散光吸收体110的常规模块相比获得改善的性能。吸收体110可以按多种配置被安置于模块内部中。在一些实施例中，吸收体110可采取安置于模块内部104的全部或选定表面上的涂层的形式。表面可基于合适的热路径、反射表面的相对定位、到光学组件的接近度以及与和不同组件和表面相互作用的杂散光相关联的预期反射、折射或衍射杂散光投影而选择，或满足其它约束。
[0016]参见图2，其展示高功率二极管激光器封装10的一个实施例，其中外壳12的盖31被移除以展露封装的内部内含物。所述封装从以阶梯式布置定位于导电二极管激光器块18上的相应半导体二极管激光器16产生二极管激光器光束14，且组合光束14以耦合到输出光纤20中。激光束14通过安置于光学路径中的光学组件被准直，所述光学组件例如快速准直光学器件22和慢轴准直光学器件24。经准直的光束14借助转向镜26在与光束的慢轴在同一平面内被以直角反射到堆叠布置中，其随后使用物镜28耦合到光纤20中。在一些实施例中，经准直的光束14未经光纤親合，而是被再成形或与例如自由空间光学器件一起用于各种应用，包含固态激光器栗浦、照明和直接二极管系统。
[0017]导电二极管激光器块18连同其它导电或金属组件一起附接到二极管激光器封装10的底表面30或者一个或多个侧表面32。盖31紧固到外壳以密封所述封装及其内含物。夕卜壳12大体上由例如铜、招、ALN、可伐合金(kovar)、CuW、MoCu、钢或其合金等导热材料制成，从而针对在产生激光辐射的过程中产生的大量热提供优良导热能力，但其它示例性材料也是可能的。在一些实施例中，选定的外壳材料具有优良热传导性和最小化的热膨胀系数。在其它实施例中，取决于总功率输出，外壳可由钢合金或具有低热膨胀系数的相似合金制成。二极管激光器16大体上能够发出高功率输出光束，例如各自2W、各自5W、各自10W、各自12W、各自15W、各自20W或更高。在其它实施例中，使用二极管激光器条而不是如所示的单个发射器二极管激光器。将了解，多种二极管激光器封装几何形状和配置是可能的。通过增加二极管激光器的数目以及通过将增加数目的光束与若干技术结合，可将封装输出功率扩大到超过300W，所述若干技术包括但不限于偏振和几何多路复用。增加二极管芯片的数目以及多路复用对应光束大体上增加杂散光的量，因为组合多个激光束所需的额外光学器件提供了光学损耗和散射的更多机会。
[0018]慢轴准直光学器件24和转向镜26可使用环氧树脂或焊料被紧固到底表面30。物镜28可紧固到外壳12的底表面30，或替代地安置于导热套管外壳34，所述外壳34可焊接或固定到底部或侧部外壳表面30、32。光学吸收体36安置于底表面30上且被定位以接收在使激光束14耦合通过封装中的各种光学组件的过程中形成的杂散光线(象征性地示为虚线箭头)。
[0019]在一些实施例中，光学吸收体36是被选择性地施加于外壳12的导电底表面30的涂层，但可选择所述封装的其它表面来施加。为涂层选择的合适区能够安全地吸收光且带走形成的热而不会不利地影响装置的性能或可靠性。可使用光学吸收性材料在各种选定区中施加光学吸收体涂层，所述光学吸收性材料通常具有小于45%的反射率。光学吸收性材料的实施例包括在粘结剂中含有陶瓷颗粒的吸收性高温涂料，例如固化为脱水状态的溶液内的碳化物、氮化物、硅酸盐或其它颗粒。此液体溶液可为有机或无机聚合物，或其某一组合。进一步实施例可包括氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化钛、氧化钨、氧化镍及其变体，以及其它氧化物。在一些实施例中，光学吸收体涂层可包括如下油墨，其含有包含于载体溶剂中的前述材料中的一种或多种。在另外的实施例中，光学吸收性涂层可包括通过溶剂蒸发或浓缩凝聚产生的盐，例如磷酸铜。沉积涂层的其它方法可包括电化学法，例如电镀或电泳涂刷。
[0020]封装10的一些实施方案可包含选择性安置于封装10中的散射元件38。散射元件38可被定位以控制在光学元件紧固到的表面附近的高辐照度或能量密度的区域中的镜面反射，以提供封装内杂散光的更分散散射，所述高辐照度或能量密度的区域例如在镜、二极管高反射器后方(例如，通常为二极管后部端面)。用于散射元件38的其它区域可包括在偏振多路复用器、几何多路复用器、光学元件的边缘附近或未良好耦合的任何区域。分散的杂散光可随后用光学吸收体俘获。举例来说，在一些实施方案中，二极管封装内部的各种表面，例如外壳表面30、32、安装块18表面等，以及光学吸收体表面，可通过为所述表面提供一定程度的光滑度或粗糙度而具有加工为镜面或漫射的反射属性。粗糙度加工机制可包括抛光、打磨、化学蚀刻、施加薄膜等。在一些实例中，散射元件38可包含反射表面，例如毛玻璃或具有例如Al2O3或BeO等精细基质的反射陶瓷。在其它实例中，散射元件38可与光学吸收体36互混，或者光学吸收体36可包含散射元件特征。在一些实例中，表面是光滑的但未经抛光。
[0021]在封装10的一些实施方案中，例如在激光器波长下高度反射的高度反射元件39可安置在组件附近或安置于其中应通过吸收使发热最小化的区域中，所述组件或区域例如透镜、半导体激光器、环氧树脂或涂层。通过使用高度反射元件39，在热敏感区域内或附近一一诸如举例来说环氧树脂光学器件或激光二极管附近一一引起的发热可最小化，而用于吸收的区域可随后定位远离热敏感特征。高度反射元件可包含具有合适反射率的外壳基底金属以及镜面金属材料或施加的薄膜。
[0022]在图3中示出高功率二极管激光器封装40的另一个实施例。封装40可包含与针对封装10所示相似的光学组件和封装特征，或者封装40可包含形成其它可能的二极管激光器封装配置的光学组件和封装特征的各种其它组合。然而，封装40包含施加于暴露外壳表面中的每一个的光学吸收体涂层42，所述暴露外壳表面是图3中的底表面30和侧表面32。在一些实例中，在安装块18和其它封装组件安装于封装中之前，用光学吸收体涂层42涂覆外壳。或者，将封装的选定表面掩模，并且选择性施加光学吸收体涂层42以使得经掩模表面被保护免于施加吸收体涂层42。经掩模表面可包括其中各种封装组件待被紧固到的位置。举例来说，为了将组件焊接或紧固到其它组件或直接焊接或紧固到外壳，常常需要内部接合表面保持高度反射。在其它实例中，将环氧树脂组件紧固到非金属表面以促进粘附。经掩模表面也可包括其中底层表面计划被保留为镜面、部分地镜面或者通过额外涂层或处理变成为镜面的位置，以提供用于反射的可预测位置。光学吸收体42的部分可定位为与镜面区连通以用于接收来自镜面区的镜面反射。经掩模以便不会具有施加于其的光学吸收体涂层的一些位置可包括在组件或如下区域附近或下方的表面，在所述区域中应避免通过吸收的发热以便最小化组件或组件接合部的发热。
[0023]在图4中展示高功率二极管激光器封装50的另一实施例。封装50可包含与针对封装10所示相似的光学组件和封装特征。然而，封装50还包含定位于封装50中的光学吸收体结构52，用于提供对所产生的杂散光的吸收性目标(大体上以虚线箭头指示)。结构52在选定部分上或其整个暴露表面上涂覆有光学吸收性涂层54，所述光学吸收性涂层被配置为吸收从封装50的内部空腔中的各种表面反射的杂散光。在一些实例中，结构52形成封装50的集成部分且由具有高光学吸收性和热导率的相同材料制成。结构52可借助焊料、钎焊、紧固件或其它导热材料接合到外壳12或封装内的其它合适的元件。结构52可为外壳12的集成特征或封装内的其它元件。在一些实例中，结构52由于通过封装的底部的高效热传导路径而耦合到外壳12的底表面30。
[0024]此处，光学吸收体涂层可包括对于激光具有合适吸收性质的多种材料，所述多种材料包括对于处于由二极管激光器发出的波长的光以及可变为向后耦合到封装中的其它光具有合适吸收性质的材料。取决于材料组成或形成方法，涂层可具有在nm到μπι或更大的范围内的厚度。涂层可包含底层基底金属或沉积层的氧化物。举例来说，对于由铜制成的封装外壳12，封装外壳12的内表面可经处理以在所述内表面上形成氧化铜涂层，所述氧化铜涂层在一些实施方案中可适用作光学吸收体。在一个实例中，进一步参看图5，对于由铜制成的封装外壳12，可使用由于其在氧化时的吸收性质而被选择的金属(例如镍)在封装外壳12上形成氧化金属层。在经掩模以保护适合于杂散光的光学吸收的表面部分的金属层上，可选择性形成例如金等的非反应性金属的层。在施加非反应性金属之后，移除掩模且将氧化过程应用于封装，例如用硝酸，其将镍氧化以增强其杂散光吸收属性且保留非反应性金属层完整。所得的氧化层是镍氧化物类型，例如MO或Ni203。在另一个实例中，所述氧化金属层替代地是底层基底金属，例如铜。所得的氧化层是铜氧化物，例如CuO或Cu2O。
[0025]在附加的实施例中，封装50的结构52可为可涂覆有光学吸收性材料的由具有高热导率的材料构造的液体冷却水块，或由具有高热导率的材料制造的散热管。所述液体冷却水块或散热管可借助低热阻接口附接到封装50的基底30或壁32以最大化从封装的热移除。
[0026]现参看图5A，示出在高功率二极管模块上形成光学吸收体的实例方法200的流程图。在202，制备二极管封装的表面以用于涂层施加。在204，模块的一些或全部金属表面被涂覆以吸收性涂层或材料，例如可氧化的金属(其中镍仅为一个实施例)或者氮化物或磷酸盐。在吸收性涂层的施加或所需要的其它步骤之前可施加基底材料。在206，选择其中将施加光学吸收体涂层的表面用于掩模，且随后掩模那些表面。在208，用例如金等非反应性的镜面基底金属或其它材料涂覆所述模块的表面，包含前述用于布置光学吸收体的表面。在涂覆表面之后，在210移除掩模，且随后在212在选定表面位置处形成光学吸收体的表面上执行例如酸蚀刻等化学过程，同时保留非反应性的镜面基底金属完整。在其它实例中，在步骤204处不施加可氧化金属，且底层基底金属在选定掩模表面处经受例如通过酸蚀刻等进行的材料转变。
[0027]取决于模块的基底金属或取决于施加的选定可氧化金属或取决于两者，在选定经掩模位置处形成氧化物光学吸收体。形成的光学吸收体的类型可取决于施加或不施加哪些涂层以及对涂层或底层基底金属执行何种类型的蚀刻或材料处理步骤。在图5B中，以流程图描述示出另一实例方法220。在222制备高功率二极管模块表面用于涂层施加。在224，用金、镍或另一金属材料涂覆二极管模块的表面，包括外壳、侧面、盖、安装块等。在一些实例中，所述金属材料是焊料或焊料状金属材料。在226，选择且掩模其中在模块内部中没有放置光学吸收体的表面。在228，施加吸收性涂层，例如高温涂料或例如陶瓷等的其它非金属化合物，且在230移除掩模。
[0028]图6是一个图表，示出使用如本文中所描述的光学吸收体元件三个激光二极管封装实施方案(标示为‘吸收体I’、‘吸收体2’和‘吸收体3’)以及不使用光学吸收体元件的第四实施方案(标示为‘无吸收体’)的温度性能测试数据。所测试的二极管激光器封装具有相似构造，各自具有发出相应12W激光束的十八个二极管激光器(每安装块三个)，所述激光束耦合到输出光纤中。对于吸收体I，用于安装三个二极管激光器的一个单独安装块安置于封装空腔中，无二极管激光器紧固到单独块。代替地，所述单独安装块在暴露于封装空腔内部的表面上涂覆有光学吸收高温黑色涂料。用于吸收体I的经涂覆安装块在外壳内紧固于合适的位置而不会干扰光束的耦合。对于吸收体2，使用相同的经涂覆的安装块，但是在封装空腔内经确定为高光强度区的不同位置处。对于吸收体3，对封装盖内表面的2cm宽X 9cm长的部分涂覆而不是涂覆安装块。吸收体中的每一个可起作用以吸收封装内的杂散反射光。在用于电连接不同组的二极管激光器的导热且导电块上测量封装内的温度。从所述图表可得出结论，此处的光学吸收体实例降低它们安置其中的封装的温度，这导致增加封装的可靠性并且降低成本。
[0029]鉴于所公开的技术的原理可应用于许多可能的实施方案，应认识到所例示的实施方案仅为本公开内容的代表性实施例且不应视为限制本公开内容的范围。在这些部分中具体说明的替代方案仅为示例性的，且并不构成本文所描述的实施方案的全部可能替代方案。举例来说，本文所描述的系统的各种组件可在功能和用途方面组合。因此我们要求落入随附的权利要求书的范围和精神内的全部内容。
【主权项】
1.一种高功率二极管激光器模块，其包括: 外壳，其由导热材料制成且提供在多个外壳表面之间延伸的模块内部； 二极管激光器，其安置于所述模块内部中且被定位以发出激光束； 一个或多个光学组件，其安置于所述模块内部中且耦合到二极管激光器的光束以改变激光束的一个或多个特性； 波导，其与所述模块内部光连通且被定位以接收来自所述一个或多个光学组件的激光束；以及 光学吸收体，其安置于所述外壳中且被定位以接收与所述激光束相关联且在所述模块内部中传播的杂散光，以吸收所述杂散光且将与所述杂散光相关联的热传导远离所述模块内部且进入所述外壳。2.根据权利要求1所述的模块，其中所述光学吸收体是镍氧化物涂层。3.根据权利要求1所述的模块，其中所述光学吸收体是选自以下各项的涂层:氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化钛、氧化镍、氧化钨或磷酸铜。4.根据权利要求1所述的模块，其中所述光学吸收体是通过氧化一个或多个外壳表面中的至少一部分而形成的氧化物。5.根据权利要求4所述的模块，其中所述外壳由铜制成且所述光学吸收体是氧化铜。6.根据权利要求4所述的模块，其中镍层沉积在所述外壳表面上，且其中所述光学吸收体是氧化镍。7.根据权利要求1所述的模块，其中所述二极管激光器可操作以发出1W或更多的二极管激光器光。8.根据权利要求1所述的模块，其中所述二极管激光器包括可操作以发出对应激光束的多个二极管激光器，且其中所述激光束被偏振多路复用。9.根据权利要求1所述的模块，其中所述一个或多个光学组件包括: 准直光学器件，其耦合到激光束以提供与所述激光束相关联的快轴和慢轴准直； 转向光学器件，其被定位以改变所述激光束的方向；以及 聚焦光学器件，其被定位以将所述激光束聚焦到所述波导中。10.一种方法，包括: 将激光二极管封装的用于封装内部中的杂散光的光学吸收的选定表面掩模，以形成选定的经掩模表面位置； 用非反应性焊料基底金属涂覆二极管激光器封装的表面，包括所述封装内部中的所述选定的经掩模表面位置； 移除掩模；以及 在所述选定的经掩模表面位置的其中通过酸蚀刻所述二极管激光器封装的表面而移除所述掩模的地方形成光学吸收体。11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括在掩模以形成所述选定的经掩模表面位置之前用吸收性材料涂覆所述激光二极管封装的表面。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述吸收性材料是氮化物或磷酸盐。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述吸收性材料是可氧化金属。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述可氧化金属是镍。15.根据权利要求10所述的方法，其中用于掩模的所述选定表面是所述封装的铜表面，且其中所形成的光学吸收体由氧化铜或磷酸铜制成。16.根据权利要求10所述的方法，其中所述光学吸收体被定位以提供引导废热远离敏感组件的热路径。17.—种方法，其包括: 用焊料或焊料状材料涂覆二极管激光器封装的表面，包含其中杂散光光学吸收体待要定位至的表面； 将其中所述杂散光光学吸收体不定位至的选定表面掩模； 将吸收性涂层施加到所述二极管激光器封装的表面，所述吸收性涂层被定位以吸收在所述二极管激光器封装内传播的杂散光；以及 移除掩模。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述吸收性涂层是高温涂料、陶瓷或非金属化合物。19.一种杂散光管理系统，用于能够处置超过1W的功率的激光器封装，所述激光器封装具有在激光器封装内部中的多个表面以及一个盖，且包含被定位以发出激光束的多个二极管激光器、用于准直和引导所述激光束的光学器件以及用于聚焦所述经准直和引导的光束的物镜，其中杂散光产生且未通过所述物镜耦合到所述激光器封装之外，所述杂散光管理系统包括: 杂散光吸收块，其包含施加于其上的吸收性涂层，所述杂散光吸收块被定位以接收在所述激光器封装内传播的杂散光且吸收所述杂散光，所述杂散光吸收块还包含用于将由所述吸收的杂散光产生的热耦合到所述激光器封装之外的热路径。20.根据权利要求19所述的杂散光管理系统，其进一步包括散射元件，所述散射元件被定位以接收所述激光器封装中的杂散光且将所述杂散光散射到空腔中以由所述杂散光吸收块吸收。21.根据权利要求20所述的杂散光管理系统，其中所述散射元件被定位以接收高强度光的镜面反射。22.根据权利要求19所述的杂散光管理系统，其中所述杂散光吸收块形成所述激光器封装的一体式部分。23.根据权利要求19所述的杂散光管理系统，其中所述激光器封装的选定表面被定位以镜面反射杂散光使得所述杂散光被引导到所述杂散光吸收块。24.根据权利要求23所述的杂散光管理系统，其进一步包括散射元件，所述散射元件被定位以接收杂散光的所述镜面反射且将所述杂散光散射到所述空腔中以由所述杂散光吸收块吸收。25.根据权利要求23所述的杂散光管理系统，其中所述选定表面是光滑的但未经抛光。26.根据权利要求19所述的杂散光管理系统，其中所述激光器封装的选定表面通过被化学或物理处理而具有粗糙度特征以提供对杂散光的漫反射。27.根据权利要求19所述的杂散光管理系统，其中所述吸收性涂层选自:吸收性高温涂料、粘结剂中的陶瓷颗粒、载体溶剂中的油墨或其组合。28.根据权利要求27所述的杂散光管理系统，其中所述粘结剂选自:碳、氮化硼、氮化铝、碳化硅、或氧化钛或其组合。29.根据权利要求19所述的杂散光管理系统，其中所述杂散光吸收块是所述激光器封装的所述盖的内表面。30.根据权利要求19所述的杂散光管理系统，其中所述二极管激光器以约640nm与约1080nm之间的波长进行发射。
【文档编号】H01S5/024GK106099636SQ201510954661
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2015年12月17日
【发明人】D·C·道森, W·厄尔班内克, D·M·海明威
【申请人】恩耐公司