率半导体激光器自下而上依次设置下通水块1，一个或者多个半导体激光器单元2，以及上通水块3。所述的上通水块3和下通水块I用于固定半导体激光器单元2，以及作为半导体激光器单元2的散热装置。所述的一个或者多个半导体激光器单元2沿下通水块I的上表面沿半导体激光器单元2的慢轴方向依次平行排列，多个半导体激光器单元所发出激光光束的光轴相互平行。
[0031]所述的半导体激光器单元2包括液体制冷片A 6，激光芯片4，绝缘层7以及负极连接片8，所述的激光芯片4的正极键合在液体制冷片A 6的一端，所述的负极连接片8为片状金属且与激光芯片4的负极相连接，负极连接片8与液体制冷片A 6之间设置绝缘层7，绝缘层7用于使液体制冷片A 6与负极连接片8绝缘。
[0032]所述的液体制冷片A 6的结构可以为微通道液体制冷片或者宏通道液体制冷片。图3-1为采用了微通道液体制冷片的半导体激光器单元2的实施例，所述的微通道液体制冷片包括入液孔14，出液孔15以及分布于微通道液体制冷片内部微小的液体通道；图3-2为采用了宏通道液体制冷片的半导体激光器单元2的实施例，所述的宏通道液体制冷片为在液体制冷片主体上开有上下贯通的通液孔16。
[0033]所述的下通水块I的正面(即激光芯片的出光面)设置有反馈光防护板5，用于将反馈回半导体激光器的反馈激光再次反射，避免了反馈光直接照射下通水块I而引起的下通水块I变型损伤；或者在下通水块I的正面镀高反膜，用于将反馈回半导体激光器的反馈激光部分反射，减小反馈光对下通水块的损伤。
[0034]所述的反馈光防护板5上开有与下通水块I匹配的安装孔13，用于将反馈光防护板固定于下通水块上。反馈光防护板材料为具有较高反射率的金属材料，比如铜镀金材料。
[0035]所述的上通水块3与每个半导体激光器单元2之间均设置有液体制冷片B 9，液体制冷片B 9与多个半导体激光器单元2—一对应，液体制冷片B 9下表面一部分紧密贴合于半导体激光器单元2的负极连接片8上表面，液体制冷片B 9下表面另一部分与负极连接片8之间存在间隙。
[0036]基于上述方案，液体制冷片B 9与半导体激光器单元2有如下优化的方案:
I)所述的半导体激光器单元2的负极连接片8可以为台阶状，负极连接片8贴合与绝缘层7的部分(即负极连接片的台阶高处)高于负极连接片8贴合激光芯片4的部分(即负极连接片的台阶低处)，液体制冷片B 9紧密贴合于半导体激光器单元2的负极连接片8的台阶高处的表面，并且液体制冷片B 9与负极连接片的台阶低处之间有大于O且小于Imm的间隙，用于防止液体制冷片B 9对激光芯片4的损伤。
[0037]2)所述的半导体激光器单元2的负极连接片8可以为平片状，液体制冷片B 9紧密贴合与负极连接片8的上表面，且液体制冷片B9下表上设有台阶，用于使液体制冷片B9与负极连接片8接触激光芯片4的部分有大于O且小于Imm的间隙。
[0038]所述的液体制冷片B的结构可以与液体制冷片A相同，也可以为与液体制冷片A的制冷结构匹配的结构。
[0039]图4为水平阵列高功率半导体激光器的制冷水路示意。所述的上通水块3和下通水块上I均开有与液体制冷片A 6和液体制冷片B 9匹配的液体制冷通道17，进液孔和出液孔。
[0040]所述的上通水块可以为一个整体，也可以为与半导体激光器单元匹配的通水块组，通水块组中包括与半导体激光器单元个数相等的通水块单元，每个通水块单元与半导体激光器单元独立安装。
[0041]本发明的水平阵列高功率半导体激光器还包括级联电极片10，正电极片11和负电极片12。参考图5的级联电极片与半导体激光器单元的连接示意图和图6-1的级联电极片与半导体激光器单元的连接方式的实施例，所述的级联电极片所述的级联电极片为Z型的片状结构(参考图6-2的级联电极片结构)，包括相连接的两片电极片，级联电极片10的一片电极片接于半导体激光器单元的液体制冷片A 6底部(正极)，另一片接于相邻的半导体激光器单元2的顶部(即负极连接片8)，并且以此安装方式通过多个级联电极片10可以将下通水块I上表面的多个半导体激光器单元2按序依次连接。所述的正电极片11的一端设置于未接有级联电极片的液体制冷片A 6的底部，另一端外接于电源的正极；所述的负电极片12的一端设置于未接有级联电极片的半导体激光器单元负极连接片8上，另一端外接于电源的负极。
[0042]所述的半导体激光器单元2的激光芯片4可以为单发光点芯片，也可以为多发光点芯片。
【主权项】
1.一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:包括自下而上依次设置下通水块，一个或者多个半导体激光器单元，以及上通水块； 所述的上通水块和下通水块用于固定半导体激光器单元，以及作为半导体激光器单元的散热装置； 所述的一个或者多个半导体激光器单元在下通水块的上表面沿半导体激光器单元的慢轴方向依次平行排列，多个半导体激光器单元所发出激光光束的光轴相互平行； 所述的半导体激光器单元包括液体制冷片A，激光芯片，绝缘层以及负极连接片，所述的激光芯片的正极键合在液体制冷片A的一端，所述的负极连接片为片状金属且与激光芯片的负极相连接，负极连接片与液体制冷片A之间设置绝缘层，绝缘层用于使液体制冷片A与负极连接片绝缘； 所述的上通水块与每个半导体激光器单元之间均设置有液体制冷片B，液体制冷片B与多个半导体激光器单元一一对应，液体制冷片B下表面一部分紧密贴合于半导体激光器单元的负极连接片上表面，液体制冷片B下表面另一部分与负极连接片之间存在间隙。2.根据权利要求1所述的一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:所述的半导体激光器单元的负极连接片为台阶状，负极连接片贴合于绝缘层的部分高于负极片贴合激光芯片的部分，液体制冷片B紧密贴合于半导体激光器单元的负极连接片的台阶高处的表面，并且液体制冷片B与负极连接片的台阶低处之间有大于O且小于Imm的间隙。3.根据权利要求1所述的一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:所述的半导体激光器单元的负极连接片为平片状，液体制冷片B紧密贴合与负极连接片的上表面，且液体制冷片B下表面设有台阶，用于使液体制冷片B与负极连接片接触激光芯片的部分有大于O且小于Imm的间隙。4.根据权利要求1所述的一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:所述的下通水块的正面设置有反馈光防护板，或者在下通水块的正面镀高反膜，用于将反馈回半导体激光器的反馈激光再次反射。5.根据权利要求4所述的一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:所述的反馈光防护板为铜镀金。6.根据权利要求1所述的一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:包括级联电极片，正电极片和负电极片；所述的级联电极片为Z型的片状结构，包括相连接的两片电极片，级联电极片的一片接于半导体激光器单元的液体制冷片A底部，另一片接于相邻的半导体激光器单元的负极连接片； 所述的正电极片的一端设置于未接有级联电极片的液体制冷片A的底部，另一端外接于电源的正极；所述的负电极片的一端设置于未接有级联电极片的半导体激光器单元负极连接片上，另一端外接于电源的负极。7.根据权利要求1所述的一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:所述的液体制冷片A的结构为微通道液体制冷片或者宏通道液体制冷片，所述的微通道液体制冷片包括入液孔，出液孔以及分布于微通道液体制冷片内部微小的液体通道；所述的宏通道液体制冷片为在液体制冷片主体上开有上下贯通的通液孔。8.根据权利要求1所述的一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:所述的液体制冷片B与液体制冷片A的结构相同。9.根据权利要求1所述的一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:所述的上通水块为一个整体，或者为与半导体激光器单元匹配的通水块组，通水块组中包括与半导体激光器单元个数相等的通水块单元，每个通水块单元与半导体激光器单元独立安装。10.根据权利要求1所述的一种水平阵列高功率半导体激光器，其特征在于:所述的半导体激光器单元的激光芯片可以为单发光点芯片，也可以为多发光点芯片。
【专利摘要】本发明提出了一种水平阵列高功率半导体激光器，在上通水块和半导体激光器单元之间增加液体制冷片B，下通水块正面增加反馈光防护板，且采用级联电极片作为电连接结构。本方案的双面制冷的方式提高了器件的散热效率和可靠性，有效防止反馈光对半导体激光器的损伤。
【IPC分类】H01S5/40, H01S5/02, H01S5/024
【公开号】CN105048287
【申请号】CN201510491665
【发明人】于冬杉, 刘兴胜
【申请人】西安炬光科技股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月12日