专利名称：激光二极管电极连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光二极管电极连接装置，属于全固态激光器技术领域。 育尿汉不
全固态激光器具有高效率、紧凑、稳定、长寿命等优点，在工业、医疗、 科研和军事等方面有着重要、深远的应用前景。随着半导体工艺不断进步， 适于泵浦固体激光器的高功率二极管激光阵列的制造工艺已成熟，二极管泵 浦的固体激光器得到了飞速的发展，棒状激光器、板条激光器、片状激光器、 光纤激光器在输出功率和光束质量上得到了重大突破，使固体激光器不仅成 为在信息领域的佼佼者，而且将在激光材料加工、激光雷达、长距离化学生 物遥感、军事应用等方面发挥重要作用。
在各种各样的半导体泵浦固体激光器中，激光二极管电极的连接是一个 非常关键的技术，电极连接的好坏直接影响激光器的正常运转。
常用的二极管电极连接方式如图(1)所示，是通过导线或转接插头对二 极管电极进行连接，由于二极管工作电流很大，对导线要求很高且过多的导线 在激光器中连接使整个激光器结构变得复杂且不太安全，易出现短路或短路 现象。
发明内容
本发明的目的在于克服了现有二极管连接方法的上述缺陷，提供了一种 激光二极管电极连接装置，本装置实现了全固态激光器激光二极管电极简单 安全的连接，简化了激光器的结构，对激光二极管直板形串接方式和环形串接 方式均适用。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本装置主要包括有由
绝缘材料制成的底板2、由导电金属制成的金属板条3、电源正极板4、电源 负极板5和由绝缘材料制成的盖板6，具体结构为
在底板2的表面沿其长度方向刻有第一凹槽a和第二凹槽b，第一凹槽a 和第二凹槽b的宽度D相同，第一凹槽a和第二凹槽b的深度H相同，第一 凹槽a和第二凹槽b之间的距离为B;
金属板条3的厚度H与第一凹槽a的深度H相同，金属板条3的表面沿 其宽度方向分别依次刻有第三凹槽c、第四凹槽d和第五凹槽e，其中，第三 凹槽c和第四凹槽d的长度C相同，第三凹槽c和第四凹槽d的深度E相同， 第三凹槽c和第四凹槽d之间的间隔为j，第五凹槽e的长度为F深度为G;
电源正极板4的长度为I，高度M与第一凹槽a的深度H相同，宽度N 与第一凹槽a的宽度D相同，电源正极板4的表面刻有第六凹槽f和第七凹 槽g，第六凹槽f和第七凹槽g的间隔i、深度K和长度O与第三凹槽c和第 四凹槽d之间的间隔、深度和长度相同；在电源正极板4的一端的上表面引 出用于与电源正极相连接的第一接头7;
电源负极板5的长度为P，电源负极板5的厚度Q与第一凹槽a的深度H 相同，电源负极板5的宽度R与第一凹槽的宽度D相同；电源负极板5的表 面刻有第八凹槽h，第八凹槽h的深度S、长度T与第五凹槽e的深度G和长 度F相同，在电源负极板5的另一个端面引出用于与电源负极相连接的第二 接头8;
盖板6的长度U、宽度V分别与底板2的长度、宽度相同，厚度为W;
其中
电源正极板4布置在第一凹槽a内的左端，第六凹槽f和第七凹槽g的 方向向上，并且第一接头7的一端向外；
电源负极板4布置在第一凹槽a的右端，第八凹槽h的方向向上。 在第一凹槽a内的电源正极板4和电源负极板5之间布置有金属板条3， 第二凹槽b内也布置有金属板条3，各个金属板条3之间、金属板条3a与电 源正极板之间、金属板条3n与电源负极板之间留有间隙，第二凹槽b内的左 端的第一个金属板条3上的第五凹槽e的中心与第一凹槽a内的电源正极板4
上的第六凹槽f和第七凹槽g之间的突起i在一条直线上；第一凹槽a内的第 一个金属板条3a上的第五凹槽e的中心与第二凹槽b内的第一个金属板条上 的第三凹槽c和第四凹槽d之间的凸起j在同一条直线上；第二凹槽b内的第 二个金属板条3b的第五凹槽e的中心与第一凹槽a内的第一个金属板条上的 第三凹槽c和第四凹槽d之间的凸起j在同一条直线上；第一凹槽a和第二凹 槽b内的金属板条均依照此方法布置；
在电源正极板4、电源负极板5和金属板条3上依次布置有激光二极管
1，
在底板2左端的第一个激光二极管1的两个负极分别搭在第二凹槽b内 的左端第一个金属板条3上的第五凹槽e两边的两个槽架，即第一槽架9和 第二槽架10上，激光二极管1中间的正极悬空搭架在第一凹槽a内的电源正 极板4上的第六凹槽f和第七凹槽g之间的凸起部分i上；
底板2右端的第一个激光二极管In中间正极搭在第二凹槽b内的右端第 一个金属板条3n上的第三凹槽c和第四凹槽d中间凸起部分j上，边缘的两 个负极搭架在第一凹槽a内电源负极板5上的第八凹槽h两边的两个槽架， 即第三槽架ll和第四槽架12上；
底板2左端的第二个激光二极管la的中间正极搭架在第二凹槽b内的第 一个金属板条3上的第三凹槽c和第四凹槽d中间的凸起部分j上，边缘的两 个负极分别搭架在第一凹槽a内第一个金属板条上的第五凹槽e的两个槽架 即第五槽架13和第六槽架14上；
底板2的左端的第三个激光二极管lb的中间正极搭架在第一凹槽a内的 第一个金属板条3a上的第三凹槽c和第四凹槽d中间的凸起部分j上，边缘 的两个负极分别搭架在第二凹槽b内第二个金属板条3b上的第五凹槽e两边 的两个槽架即第七槽架15和第八槽架16上；
其他激光二极管依照此方式布置；
在激光二极管的上面设置有与底板2固定连接的盖板6，盖板6将激光二
级光的电极压紧在金属板条上。
所述的第一凹槽a和第二凹槽b的宽度D为3mm 5mm，第一凹槽a和 第二凹槽b的深度H为2mm 3mm，第一凹槽a和第二凹槽b之间的距离B 为l 3mm;第三凹槽c和第四凹槽d的深度E为0.5mm 2mm，第三凹槽c 和第四凹槽d之间的间隔，即凸起j的厚度为lmm 3mm;第五凹槽e的宽 度F为激光二极管正负电极间隔宽度的1.5 1.8倍，深度G为lmm 3mm; 各金属板条之间、金属板条3a与电源正极板之间、金属板条3n与电源负极 板之间的间隔为2mm 10mm。
所述的底板2为长方形或为圆环形。
本装置适用于激光二极管直板形串接和环形串接两种方式，激光二极管 直板形串接时底板2为直底板，电极和金属板条为直金属板条，盖板为直盖板；
激光二极管环形串接时底板为环形底板，电极和金属板条为相应弧度的金属 板条，盖板为环形塑料盖板。直底板和环形塑料底板以，直金属板条和弧形金 属板条以及直电极和弧形电极上凹槽的深度宽度和均一致，各部件具体示意 图如图4(a、 b、 c、 d、 e)所示。 本发明的优点在于
1) 长时间运行不易出现电极起热，不易出现意外短路或断路现象，能长 时间保持激光二极管安全有效运行；
2) 结构简单安装方便，使整个激光器的结构给以简化，有利于工程上的应
用；
3) 能承载激光二极管高电流输出，满足大功率激光输出的需要；
4) 无需对电极进行焊接等过程，有利于激光二极管重复使用。
图1 (a)常用的激光二极管的连接方式 图1 (b)激光二极管的管脚图
图2电源正负极板、金属板条放置在底板凹槽内的放置方式示意图
图3激光二极管放置在内外两个金属板条上的放置方式示意图
图4底板的结构示意图
图5金属板条的结构示意图
图6电源正极板的结构示意图
图7电源负极板的结构示意图
图8盖板的结构示意图
图9 (a)环形底板的结构示意图
图9 (b)弧形金属板条的结构示意图
图9(c)弧形电源正极板的结构示意图
图9(d)弧形电源负极板的结构示意图
图9(e)弧形盖板的结构示意图
图中1、激光二极管，2、底板，3、金属板条，4、电源正极板，5、 电源负极板，6、盖板，7、第一接头，8、第二接头。
具体实施例方式
实施例1:
下面结合图1 图8对本发明的具体实施例加以说明
本实施例所用的激光二极管的结构如图1 (b)所示，其中宽度X为 8mm，长度为Y为10mm，厚度为Z为3mm，正负电极之间的间距y为3mm.
本实施例主要包括有由塑料制成的底板2、由金属制成的金属板条3、电 源正极板4、电源负极板5和塑料盖板6，具体结构为
在宽度为15mm，厚度为5mm长度为150mm的塑料底板2上刻出内外两行 第一凹槽a和第二凹槽b，两个凹槽的深度H均为2mm，宽度D为3謹，两凹槽之 间相距即为liran，如图2 4所示。
在宽度为3mm厚度为2mm长度为30mm的金属板条3的一端(距端面2mm 处)刻出两个长度，宽度和深度均相同的第三凹槽c和第四凹槽d，第三凹槽c 和第四凹槽d的宽度为12mm，两凹槽c和d间隔即凸起i的厚度为2mm，深度H
为1. 5mm。在金属板条2的另一端距端面2mm处刻一凹槽e，其宽度为16,. 深度H为1.5mm，如图5所示。
如图6、图7所示，在宽度为3mm，长度为15,、厚度为2mm的电源正极 板4距端面2mm处刻出两个第六凹槽f和第七凹槽g，两凹槽间隔、深度和凹 槽c和d的间隔、深度相同，从端口的上表面用长为8mm宽为3mm第一接头7 引出，第一接头7与电源正极相连接。用宽度为3mm长度为15mm厚度为2mm 的电源负极板5，在距端面2mm处刻出一个第八凹槽h,第八凹槽h的深度和宽 度和第五凹槽e的深度和宽度相同，从端口的下表面用长为8ram宽为3mm第 二接头8引出，第二接头8与电源负极相连接，第一街头7和第二街头8的 长均为3mm 9mm、宽为2mm 3mm。
取长度和宽度与塑料底板相等、厚度为2im的绝缘塑料板作为塑料盖板6。
如图3所示，电源正极板4和电源负极板5放置在塑料底板1的第一凹 槽a的内部的两端，第一凹槽a内电源正极板4和电源负极板5之间的部分及 第二凹槽b内布置有金属板条3，具体布置方式为
电源正极板4放置在塑料底板2的第一凹槽a内，电源正极板上的凹槽向 上，第一接头7的端面与第一凹槽a的左端面齐平；
金属板条3放置在塑料底板2的第二凹槽b内，并使金属板条2上的第五 凹槽e的中心和塑料底板2上第一凹槽a内的电源正极板4上的第六凹槽f 和第七凹槽g之间的凸起部分i对齐；
相同规格的金属板条3布置在塑料底板2上的第一凹槽a内，并将金属板 条3上的第五凹槽e的中心和第二凹槽b内的金属板条3上第三凹槽c和第 四凹槽d中间凸起部分j对齐；
相同规格的金属板条放置在塑料底板2的第二凹槽b内，使金属板条上的 第五凹槽e和第一凹槽a内的金属板条上第三凹槽c和第四凹槽d中间凸起 部分j对其；
其它金属板条的放置方式依次类推；
电源负极5放置在塑料底板2的第一凹槽a内，使电源负极板5上的第八 凹槽h和塑料底板2上第二凹槽b内最后一个金属板条3n上的第三凹槽c和 第四凹槽d中间凸起部分j对其，具体放置如图2所示。各个金属板条3之 间留有2mm-10mm间隙，金属板条3a与电源正极板4、金属板条3n电源负 极板5之间留有8mm的间隙。
激光二极管依次放置在装有直金属板条的塑料底板，图3所示，具体布置 方式为
在电源正极板4、电源负极板5和金属板条3上依次布置有激光二极管 1，具体布置方式如下
在底板2左端的第一个激光二极管布置方式为激光二极管1的两个负 极分别搭在第二凹槽b内的左端第一个金属板条3a上的第五凹槽e的两个槽 架9和10上，激光二极管1中间的正极悬空搭架在第一凹槽a内的电源正极 板4上的第六凹槽f和第七凹槽g之间的凸起部分i上；
底板2右端的第一个激光二极管的布置方式为激光二极管1中间正极 搭在第二凹槽b内的右端第一个金属板条3n上的第三凹槽c和第四凹槽d中 间凸起部分j上，边缘的两个负极搭架在第一凹槽a内电源负极板5上的第八 凹槽h的两个槽架ll和12上；
底板2左端的第二个激光二极管la的布置方式为激光二极管的中间正 极搭架在第二凹槽b内的第一个金属板条3上的第三凹槽c和第四凹槽d中 间的凸起部分j上，边缘的两个负极分别搭架在第一凹槽a内第一个金属板条 3a上的第五凹槽e的两个槽架13和14上；
底板2的左端的第三个激光二极管lb的布置方式为激光二极管的中间 正极搭架在第一凹槽a内的第一个金属板条上的第三凹槽c和第四凹槽d中 间的凸起部分j上,边缘的两个负极分别搭架在第二凹槽b内第二个金属板条 上的第五凹槽e的两个槽架15和16上；
其他激光二极管依照此方式布置；
在激光二极管的上面设置有与底板2固定连接的盖板6，盖板6的内表面
使激光二极管的管脚与金属板条之间压紧。
实施例2:
如图9所示，本实施例的结构与实施例1相同，不同之处仅在于采用的 底板2的形状为圆环形，相应盖板6的形状也为圆环形，金属板条、电源正 极板4、电源负极板5的形状均为弧形。
放置时，电源正极板4和电源负极板5之间的距离为8mm。
权利要求
1、激光二极管电极连接装置，其特征在于主要包括有由绝缘材料制成的底板(2)、由导电金属制成的金属板条(3)、电源正极板(4)、电源负极板(5)和由绝缘材料制成的盖板(6)，具体结构为在底板(2)的表面沿其长度方向刻有第一凹槽(a)和第二凹槽(b)，第一凹槽(a)和第二凹槽(b)的宽度D相同，第一凹槽(a)和第二凹槽(b)的深度H相同，第一凹槽(a)和第二凹槽(b)之间的距离为B；金属板条(3)的厚度H与第一凹槽(a)的深度H相同，金属板条(3)的表面沿其宽度方向分别依次刻有第三凹槽(c)、第四凹槽(d)和第五凹槽(e)，其中，第三凹槽(c)和第四凹槽(d)的长度C相同，第三凹槽(c)和第四凹槽(d)的深度E相同，第三凹槽(c)和第四凹槽(d)之间的间隔为j，第五凹槽(e)的长度为F深度为G；电源正极板(4)的长度为I，高度M与第一凹槽(a)的深度H相同，宽度N与第一凹槽(a)的宽度D相同，电源正极板(4)的表面刻有第六凹槽(f)和第七凹槽(g)，第六凹槽(f)和第七凹槽(g)的间隔i、深度K和长度O与第三凹槽(c)和第四凹槽(d)之间的间隔、深度和长度相同；在电源正极板(4)的一端的上表面引出用于与电源正极相连接的第一接头(7)；电源负极板(5)的长度为P，电源负极板(5)的厚度Q与第一凹槽(a)的深度H相同，电源负极板(5)的宽度R与第一凹槽的宽度D相同；电源负极板(5)的表面刻有第八凹槽(h)，第八凹槽(h)的深度S、长度T与第五凹槽(e)的深度G和长度F相同，在电源负极板(5)的另一个端面引出用于与电源负极相连接的第二接头(8)；盖板(6)的长度U、宽度V分别与底板2的长度、宽度相同，厚度为W；其中电源正极板(4)布置在第一凹槽(a)内的左端，第六凹槽(f)和第七凹槽(g)的方向向上，并且第一接头(7)的一端向外；电源负极板(4)布置在第一凹槽(a)的右端，第八凹槽(h)的方向向上；在第一凹槽(a)内的电源正极板(4)和电源负极板(5)之间布置有金属板条(3)，第二凹槽(b)内也布置有金属板条(3)，各个金属板条(3)之间、金属板条(3a)与电源正极板之间、金属板条(3n)与电源负极板之间留有间隙，第二凹槽(b)内的左端的第一个金属板条(3)上的第五凹槽(e)的中心与第一凹槽(a)内的电源正极板(4)上的第六凹槽(f)和第七凹槽(g)之间的突起i在一条直线上；第一凹槽(a)内的第一个金属板条(3a)上的第五凹槽(e)的中心与第二凹槽(b)内的第一个金属板条上的第三凹槽(c)和第四凹槽(d)之间的凸起j在同一条直线上；第二凹槽(b)内的第二个金属板条(3b)的第五凹槽(e)的中心与第一凹槽(a)内的第一个金属板条上的第三凹槽(c)和第四凹槽(d)之间的凸起j在同一条直线上；第一凹槽(a)和第二凹槽(b)内的金属板条均依照此方法布置；在电源正极板(4)、电源负极板(5)和金属板条(3)上依次布置有激光二极管(1)；在底板(2)左端的第一个激光二极管(1)的两个负极分别搭在第二凹槽(b)内的左端第一个金属板条(3)上的第五凹槽(e)两边的两个槽架，即第一槽架(9)和第二槽架(10)上，激光二极管(1)中间的正极悬空搭架在第一凹槽(a)内的电源正极板(4)上的第六凹槽(f)和第七凹槽(g)之间的凸起部分i上；底板(2)右端的第一个激光二极管(1n)中间正极搭在第二凹槽(b)内的右端第一个金属板条(3n)上的第三凹槽(c)和第四凹槽(d)中间凸起部分j上，边缘的两个负极搭架在第一凹槽(a)内电源负极板(5)上的第八凹槽(h)两边的两个槽架，即第三槽架(11)和第四槽架(12)上；底板(2)左端的第二个激光二极管(1a)的中间正极搭架在第二凹槽(b)内的第一个金属板条(3)上的第三凹槽(c)和第四凹槽(d)中间的凸起部分j上，边缘的两个负极分别搭架在第一凹槽(a)内第一个金属板条上的第五凹槽(e)的两个槽架即第五槽架(13)和第六槽架(14)上；底板(2)的左端的第三个激光二极管(1b)的中间正极搭架在第一凹槽(a)内的第一个金属板条(3a)上的第三凹槽(c)和第四凹槽(d)中间的凸起部分j上，边缘的两个负极分别搭架在第二凹槽(b)内第二个金属板条(3b)上的第五凹槽(e)两边的两个槽架即第七槽架(15)和第八槽架(16)上；其他激光二极管依照此方式布置；在激光二极管的上面设置有与底板(2)固定连接的盖板(6)，盖板(6)将激光二级光的电极压紧在金属板条上。
2、 根据权利要求l所述的激光二极管电极连接装置，其特征在于所述的第 一凹槽(a)和第二凹槽(b)的宽度D为3mm 5mm，第一凹槽(a)和第 二凹槽(b)的深度H为2mm 3mm，第一凹槽(a)和第二凹槽(b)之间 的距离B为1 3mm;第三凹槽(c)和第四凹槽(d)的深度E为0.5mm 2mm，第三凹槽(c)和第四凹槽(d)之间的间隔，即凸起j的厚度为lmm 3mm;第五凹槽(e)的宽度F为激光二极管正负电极间隔宽度的L5 1.8倍， 深度G为lmm 3mm;各金属板条之间、金属板条(3a)与电源正极板之间、 金属板条(3n)与电源负极板之间的间隔为2mm 10mm。
3、 根据权利要求l所述的激光二极管电极连接装置，其特征在于所述的底 板(2)为长方形或为圆环形。
全文摘要
本发明提供了一种激光二极管连接装置，属于全固态激光器技术领域。激光二极管连接装置采用绝缘材料做成带有内外凹槽的底板，将用金属材料做成的金属板条和正负电极按一定次序放置在底板的内外凹槽内，其中金属板条和正负电极的宽度和厚度与绝缘底板上所刻凹槽的宽度的深度相同，然后把激光二极管按一定规则放置在金属板条和正负电极上，实现多个激光二极管之间的连接。通过金属板条对激光二极管进行连接，结构简单安装方便，能承载激光二极管高电流输出，使整个激光器的结构给以简化，有利于工程上的应用。
文档编号H01R9/22GK101102013SQ200710118750
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年7月13日
发明者丁小艇, 姜梦华, 恺 庞, 强 李, 王金国 申请人:北京工业大学