一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组的制作方法

1.本实用新型涉及半导体泵浦固体激光器技术领域，特别涉及一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组。


背景技术：

2.随着应用领域对激光功率要求越来越高，半导体泵浦固体激光器迅速发展；高功率要求的同时伴随着对光斑均匀性的更高需求；在实际生产和客户使用过程中，光斑均匀性决定了很大的因素。同时，在后期对光束进行整形应用时，输出的总能量和输出能量空间分布是成功的关键，其对激光束空间能量分布形状的变形非常敏感，而且还受晶体散热的影响。目前传统晶体散热方式是利用深弧或者半弧结构或者圆柱形晶体棒两端散热；这三种情况下晶体受热不均，会产生晶体热效应，导致光斑不圆不对称，影响固体激光效果。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组。本实用新型的激光器模组采用高热传导速率的热沉基体，并集成了均匀泵浦结构和均匀传导散热结构，在实现均匀泵浦的同时，使得晶体棒能够均匀传导散热，提高激光光束质量和产品稳定性。
4.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
5.一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组，包括两组同轴布置的固体激光器；每组固体激光器包括热沉基体、晶体棒和三组发光模组；热沉基体包括上热沉和下热沉；上热沉与下热沉固定连接；上热沉具有上热沉腔，下热沉具有下热沉腔；上热沉腔和下热沉腔形成晶体棒放置腔；所述晶体棒设置于该晶体棒放置腔中；且晶体棒与上热沉腔之间以及晶体棒与下热沉腔之间均设有导热金属薄膜；发光模组设置在热沉基体上；其中一组固体激光器中的三组发光模组以晶体棒为中心呈正三角形阵列布置，另一组固体激光器中的三组发光模组以晶体棒为中心呈倒三角形阵列布置，构成均匀泵浦结构。
6.进一步的，所述发光模组包括多个发光单元，每个发光单元包括散热陶瓷件、芯片和两个散热金属件；两个散热金属件分别对称焊接在芯片的两侧上，散热金属件和芯片焊接在散热陶瓷件上。
7.进一步的，每组发光模组对应设置有导电电极，发光模组通过导电电极与设置于热沉基体上的绝缘pcb板连接。
8.进一步的，对应于具有呈正三角形阵列布置的三组发光模组的固体激光器，上热沉腔具有一个凸柱，下热沉腔具有两个凸柱，晶体棒贴合在该三个凸柱上；对应于具有呈倒三角形阵列布置的三组发光模组的固体激光器，上热沉腔具有两个凸柱，下热沉腔具有一个凸柱，对应的晶体棒贴合在该三个凸柱上；两组固体激光器中的每个凸柱上分别贴附有导热金属薄膜。
9.更进一步的，每个凸柱的与晶体棒相贴合的接触面为弧面。
10.本实用新型的有益效果是：
11.本实用新型中的其中一组固体激光器中的三组发光模组以晶体棒为中心呈正三角形阵列布置，构成均匀泵浦结构一；另一组固体激光器中的三组发光模组以晶体棒为中心呈倒三角形阵列布置，构成均匀泵浦结构二；从而，两组固体激光器配合，均匀泵浦结构一和均匀泵浦结构二配合形成均匀泵浦结构，达到均匀泵浦的目的。
12.本实用新型中的晶体棒设置在热沉基体的上热沉腔和下热沉腔形成的晶体棒放置腔中，并与导热金属薄膜贴合，利用导热金属薄膜以及高热传导速率的热沉基体，在实现对晶体棒的固定的同时，达到均匀传导散热的目的。
13.本实用新型集成了均匀泵浦结构和均匀传导散热功能，在实现均匀泵浦的同时，使得晶体棒能够均匀传导散热，提高激光光束质量和产品稳定性。
附图说明
14.图1为本实用新型中的均匀泵浦结构一的示意图。
15.图2为本实用新型中的均匀泵浦结构二的示意图。
16.图3为本实用新型中的均匀泵浦结构的示意图。
17.图4为本实用新型集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组的结构示意图。
18.图5为本实用新型集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组的部分放大示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
20.如图1至5所示的一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组的较佳实施例。该激光器模组包括两组同轴布置的固体激光器；每组固体激光器包括热沉基体1、晶体棒2和三组发光模组3；热沉基体1包括上热沉11和下热沉12；上热沉11与下热沉12固定连接；上热沉11具有上热沉腔，下热沉12具有下热沉腔；上热沉腔和下热沉腔形成晶体棒放置腔13；晶体棒2设置于该晶体棒放置腔13中；且晶体棒2与晶体棒放置腔13之间，即晶体棒2与上热沉腔之间以及晶体棒2与下热沉腔之间均设有导热金属薄膜；发光模组3设置在热沉基体1上；其中一组固体激光器中的三组发光模组3以晶体棒2为中心呈正三角形阵列布置，构成如图1所示的均匀泵浦结构一；另一组固体激光器中的三组发光模组3以晶体棒3为中心呈倒三角形阵列布置，构成如图2所示的均匀泵浦结构二；均匀泵浦结构一和均匀泵浦结构二构成如图3所示的均匀泵浦结构。
21.更具体的，对应于具有呈正三角形阵列布置的三组发光模组3的固体激光器，上热沉腔具有一个凸柱14，下热沉腔具有两个凸柱14，三个凸柱14呈正三角形阵列布置，晶体棒2贴合在该三个凸柱14上；
22.对应于具有呈倒三角形阵列布置的三组发光模组3的固体激光器，上热沉腔具有两个凸柱14，下热沉腔具有一个凸柱14，三个凸柱14呈倒三角形阵列布置；对应的晶体棒2
贴合在该三个凸柱14上。
23.两组固体激光器中的每个凸柱14上分别贴附有所述的导热金属薄膜。
24.此外，每个凸柱14的与晶体棒2相贴合的接触面为弧面。
25.每组发光模组3包括多个发光单元，每个发光单元包括散热陶瓷件31、芯片32和两个散热金属件33；两个散热金属件33分别对称焊接在芯片32的两侧上，散热金属件33和芯片32共同焊接在散热陶瓷件31上。发光模组3的发光单元通过焊接的方式设置在热沉基体1上。
26.每组发光模组3对应设置有导电电极4，发光模组3通过导电电极4与设置于热沉基体上的绝缘pcb板5连接。
27.本实用新型中的两组固体激光器配合，均匀泵浦结构一和均匀泵浦结构二配合形成均匀泵浦结构，达到均匀泵浦的目的。
28.本实用新型中的晶体棒2设置在热沉基体1的上热沉腔和下热沉腔形成的晶体棒放置腔13中，并与导热金属薄膜贴合，利用导热金属薄膜以及高热传导速率的热沉基体1，在实现对晶体棒2的固定的同时，达到均匀传导散热的目的。
29.本实用新型集成了均匀泵浦结构和均匀传导散热功能，在实现均匀泵浦的同时，使得晶体棒能够均匀传导散热，提高激光光束质量和产品稳定性。
30.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组，其特征在于：包括两组同轴布置的固体激光器；每组固体激光器包括热沉基体、晶体棒和三组发光模组；热沉基体包括上热沉和下热沉；上热沉与下热沉固定连接；上热沉具有上热沉腔，下热沉具有下热沉腔；上热沉腔和下热沉腔形成晶体棒放置腔；所述晶体棒设置于该晶体棒放置腔中；且晶体棒与上热沉腔之间以及晶体棒与下热沉腔之间均设有导热金属薄膜；发光模组设置在热沉基体上；其中一组固体激光器中的三组发光模组以晶体棒为中心呈正三角形阵列布置，另一组固体激光器中的三组发光模组以晶体棒为中心呈倒三角形阵列布置，构成均匀泵浦结构。2.根据权利要求1所述的一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组，其特征在于：所述发光模组包括多个发光单元，每个发光单元包括散热陶瓷件、芯片和两个散热金属件；两个散热金属件分别对称焊接在芯片的两侧上，散热金属件和芯片焊接在散热陶瓷件上。3.根据权利要求1所述的一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组，其特征在于：每组发光模组对应设置有导电电极，发光模组通过导电电极与设置于热沉基体上的绝缘pcb板连接。4.根据权利要求1所述的一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组，其特征在于：对应于具有呈正三角形阵列布置的三组发光模组的固体激光器，上热沉腔具有一个凸柱，下热沉腔具有两个凸柱，晶体棒贴合在该三个凸柱上；对应于具有呈倒三角形阵列布置的三组发光模组的固体激光器，上热沉腔具有两个凸柱，下热沉腔具有一个凸柱，对应的晶体棒贴合在该三个凸柱上；两组固体激光器中的每个凸柱上分别贴附有导热金属薄膜。5.根据权利要求4所述的一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组，其特征在于：每个凸柱的与晶体棒相贴合的接触面为弧面。

技术总结
本实用新型公开了一种集成有均匀泵浦和均匀传导散热功能的激光器模组，包括两组同轴布置的固体激光器；每组固体激光器包括热沉基体、晶体棒和三组发光模组；晶体棒设置于热沉基体的晶体棒放置腔中；且晶体棒与晶体棒放置腔之间设有导热金属薄膜；发光模组设置在热沉基体上；其中一组固体激光器中的三组发光模组以晶体棒为中心呈正三角形阵列布置，另一组固体激光器中的三组发光模组以晶体棒为中心呈倒三角形阵列布置，构成均匀泵浦结构。本实用新型集成了均匀泵浦结构和均匀传导散热功能，在实现均匀泵浦的同时，使得晶体棒能够均匀传导散热，提高激光光束质量和产品稳定性。提高激光光束质量和产品稳定性。提高激光光束质量和产品稳定性。


技术研发人员：蔡震 潘昊 冯小明
受保护的技术使用者：无锡亮源激光技术有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/2/17