[发明专利]一种水平阵列高功率半导体激光器

说明书

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。

技术领域

本发明属于半导体激光器技术领域，具体涉及一种水平阵列高功率半导体激光器。

背景技术

半导体激光器具有体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、成本低的优点，目前已经广泛应用于国民经济的各个领域，比如激光泵浦，医疗以及工业加工领域。

水平阵列型高功率半导体激光器是半导体激光器封装结构中的一种，具体结构为将单Bar半导体激光器沿慢轴方向（即水平方向）均匀排布。这种水平阵列封装结构常用来作为固体激光器的泵浦源，在晶体棒周围均匀排布多个水平阵列结构的半导体激光器，分别从不同方向照射晶体棒，可以实现较高的转化效率。但是，晶体棒及用于给晶体棒冷却的冷却水玻璃筒表面光洁度较高，当半导体激光器发光面与晶体棒距离较近时，容易将一部分激光反射回半导体激光器表面，而半导体激光器的下通水块材料通常为工程塑料，无法长时间承受反射的激光导致的高温，进而导致半导体激光器的下通水块变型损坏；此外，反射的激光还可能会直接照射到半导体激光芯片，导致芯片热损毁，上述问题都会严重影响半导体激光器的可靠性和寿命，并且对半导体激光器的散热能力提出了更高的要求。目前解决这种作为泵浦源的反馈光问题主要有以下两种方式：

1）使用奇数个半导体激光器作为环绕泵浦源。 一般为3组泵浦或者5组泵浦，这样就不会出现2个半导体激光器正面相对发光的情况，可以从一定程度上降低半导体激光器被反馈光烧毁的几率；

2）在固体激光器泵浦腔表面增加一层反射腔材质，一般为聚四氟乙烯或镀金材料，增大其表面粗糙度，这样半导体激光器发射出的激光在进入固体激光器泵浦腔后，会在各个方向产生漫反射，并被逐步匀化。

在实际使用过程中，反馈光的产生具有很大随机性，和半导体激光器快轴发散角、半导体激光器距晶体棒距离等因素有关，传统的防反馈方法虽然可以在一定程度上对改善反馈光的问题，但是无法彻底解决反馈光带来的危害，仍会有部分反馈光回射损伤半导体激光器；并且由于反馈光回射带来了附加的热量，上述方法都无法提高半导体激光器的散热效率来保证半导体激光器的可靠性。

中国发明专利ZL200910023746.3 公开了一种水平阵列半导体激光器，在泵浦的应用中，易受到反馈光的损伤，影响了器件的可靠性；该方案采用的电极连接方式为每个微制冷模块采用正极引片和负极引片的方式将正极连接片与负极连接片进行连接，结构较为复杂，生产工艺较为繁琐，增加了生产的成本，此外，在长期使用中，这种结构的散热效果还有待提高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种水平阵列高功率半导体激光器，可以有效防止反馈光对半导体激光器的损伤，提高了器件的散热效率和可靠性，具体的技术方案为：

一种水平阵列高功率半导体激光器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。

所述的液体制冷片A的结构可以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。