专利名称：高功率高亮度半导体激光器组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及高功率半导体激光器，特别是一种高功率高亮度半导体激光器组件。
背景技术：
高功率半导体激光器具有体积小、效率高、阈值低、工作寿命长等优点，用于作为固体激光器泵浦光源或直接光源已进入战术军用武器装备研制系统，具有千瓦级的高功率半导体激光器阵列也直接进入了工业应用，而高功率半导体激光器组件具有发散角大、光束质量差等缺点，从而在一定程度上限制了在材料处理、泵浦固体激光器、光纤激光器等领域的应用。为了提高半导体激光器组件的输出功率密度，常采用较小半导体激光器间距来组装高功率半导体激光器组件模块，如果一味的减小间距，不但给封装工艺操作带来了困难，而且对其散热能力、工作寿命也是一个挑战，同时如果组件模块中半导体激光器的间距较小，该组件模块就不易在高占空比或连续波条件下工作；还有用光束组束的方法来提高半导体激光器组件模块的输出功率和光功率密度，但是此方法需要比较复杂的光学系统和较小的封装容差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高功率高亮度半导体激光器组件，该组件应具有输出功率大、功率密度高、结构简单、成本低廉、容易实现等优点。
本发明的技术解决方案如下一种高功率高亮度半导体激光器组件，其特征在于至少包括一个基本封装单元两个基本特性相同的半导体激光器管芯的P面均朝向并焊接在一微通道热沉上，该两半导体激光器管芯的P面由半导体激光器的正极引出，管芯的N面由半导体激光器的负极引出，所述的半导体激光器的正极、负极之间由绝缘片分开。
所述的多个基本封装单元垂直叠加，每个基本封装单元的之间由绝缘垫片隔开，所述的多个基本封装单元形成并联或串联连接。
本发明与背景技术相比具有以下优点1、在半导体激光器管芯之间距离相当的情况下，本发明中垂直叠层组件的输出功率和输出功率密度可以提高近两倍，同时避免了用较复杂的光学系统来提高输出功率和输出功率密度；2、如果在相同的输出功率或功率密度下，由于每个半导体激光器管芯工作电流是一般半导体激光器工作电流的一半，所以该组件还具有工作稳定，寿命长等优点。
图1为本发明的基本封装结构单元；图2为由若干个图1所示的基本封装单元垂直叠层构成的叠层组件。
图1中1、3-半导体激光器管芯，2-微通道热沉，4、9-绝缘材料片，5、8-半导体激光器引出负极，6、7-半导体激光器引出正极。
图2中11、12、31、32-半导体激光器管芯，21、22、23-微通道热沉，41、42、91、92-绝缘材料片，51、52、81、82-半导体激光器引出负极，61、62、71、72-半导体激光器引出正极，101、102-绝缘垫片。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
先请参阅图1，图1为本发明的基本封装结构单元，也是本发明的一个实施例，由图可见，本发明高功率高亮度半导体激光器组件，包括一个基本封装单元两个基本特性相同的半导体激光器管芯1和3的P面均相对地朝向并焊接在一微通道热沉2的两个面上，该两半导体激光器管芯的P面由半导体激光器的正极6、7引出，管芯的N面由半导体激光器的负极5、8引出，所述的半导体激光器的正极、负极和微通道热沉2之间由绝缘片4、9分开。这是实施例1，其中微通道热沉2为上、下表面电镀金属的绝缘材料(或中间为绝缘材料，上、下面为金属材料)，例如玻璃、高阻硅片等，半导体激光器管芯1、3的P面(正极)朝向微通道热沉进行焊接，并由半导体激光器引出正极6、7引出，半导体激光器管芯1、3的负极由半导体激光器引出负极5、8引出，正、负极间由绝缘材料片4、9隔离，再将半导体激光器管芯1的正极6(7)与半导体激光器管芯3的负极8(5)连接，使半导体激光器管芯1、3构成串联形式。电源的正极接半导体激光器正极7(6)，电源负极接半导体激光器负极5(8)。
为了提高输出功率，可以将数个图1所示的基本封装结构单元在垂直方向进行叠加，构成垂直叠层组件，如图2所示。为实施例2每个基本封装结构单元之间用绝缘片101、102进行隔离。图2中的电极是这样连接的电源的正极连接半导体激光器引出正极62(71)，半导体激光器引出负极52(81)连接半导体激光器引出正极72(61)，半导体激光器引出负极82(51)连接半导体激光器引出正极61(72)，半导体激光器引出负极51(82)连接半导体激光器引出正极71(62)，电源负极连接半导体激光器引出负极81(52)。
实施例3先请参阅图1。图1为基本封装结构单元，微通道热沉2为铜(或其它导电材料)制成的微通道热沉，半导体激光器管芯1、3的P面(正极)朝向微通道热沉2进行焊接，由半导体激光器引出正极6或7引出连接电源正极，半导体激光器管芯1和3的负极由半导体激光器引出负极5和8引出，本实施例和实施例1的不同在于将半导体激光器引出负极5和8连接后接入电源负极，正、负极间由绝缘材料片4、9隔离，这样半导体激光器管芯1、3构成并联形式。
为了提高输出功率，可以将数个图1所示的基本封装结构单元在垂直方向进行叠加，构成垂直叠层组件，如图3所示，是为实施例4。与实施例2相比，这种连接形式不再需要绝缘垫片3101、3102和3103，微通道热沉321、322可以作为半导体激光器的正极引出(此时半导体激光器的正极361和371以及362和372可以合并)。图3中电极连接方式之一半导体激光器电源的正极连接半导体激光器的正极362(361)或372(371)，半导体激光器的负极352和382连接后并与半导体激光器的正极361(362)连接，半导体激光器的正极371(372)再与半导体激光器的负极351或381连接，半导体激光器的负极381或351最终连接电源的负极，这样每个基本封装单元的管芯构成并联形式，而基本封装单元之间为串联形式。图3中电极连接方式之二半导体激光器电源的正极连接半导体激光器的正极362(372)和361(371)，半导体激光器电源的负极连接半导体激光器的负极352(382)和351(381)，这样每个半导体激光器管芯构成并联形式。
权利要求
1.一种高功率高亮度半导体激光器组件，其特征在于至少包括一个基本封装单元两个基本特性相同的半导体激光器管芯的P面均相对朝向并焊接在一微通道热沉上，该两半导体激光器管芯的P面由半导体激光器的正极引出，管芯的N面由半导体激光器的负极引出，所述的半导体激光器的正极、负极引出与微通道热沉之间由绝缘片分开。
2.根据权利要求1所述的高功率高亮度半导体激光器组件，其特征在于所述的多个基本封装单元垂直叠加，每个基本封装单元的之间由绝缘垫片隔开，所述的多个基本封装单元形成并联或串联连接。
全文摘要
一种高功率高亮度半导体激光器组件，其特征在于至少包括一个基本封装单元两个基本特性相同的半导体激光器管芯的P面均相对朝向并焊接在一微通道热沉上，该两半导体激光器管芯的P面由半导体激光器的正极引出，管芯的N面由半导体激光器的负极引出，所述的半导体激光器的正极、负极引出与微通道热沉之间由绝缘片分开。本发明的优点是可以将输出功率和输出功率密度提高近两倍，还可以降低工作电压，提高器件的工作稳定性和工作寿命。
文档编号H01S5/024GK1917314SQ20061003096
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月8日 优先权日2006年9月8日
发明者辛国锋, 瞿荣辉, 程灿, 皮浩洋, 陈高庭, 方祖捷 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所