[发明专利]一种用于激光直写曝光机的高功率紫外半导体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光直写曝光机技术领域，具体来说是一种用于激光直写曝光机的高功率紫外半导体激光器。

背景技术

激光直写装备在电路板PCB制造中占有重要位置，不同的曝光干膜或者油墨所对应的最佳曝光波长不同，对一种干膜或者油墨曝光时使用合适的多波长能够增加产能。目前单颗375nm或者405nm半导体发光二极管最大只有1.1W，如果需要大于10W的半导体激光器，就需要将多个半导体发光二极管发出的光通过耦合透镜耦合进光纤，再将光纤进行捆绑。基于这方面原理考虑，如何制作出高功率紫外半导体激光器已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中尚无高功率紫外半导体激光器的缺陷，提供一种用于激光直写曝光机的高功率紫外半导体激光器来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于激光直写曝光机的高功率紫外半导体激光器，包括壳体，所述的壳体内安装有上排半导体发光阵列和下排半导体发光阵列，壳体的侧部设有一号光纤输出端口和二号光纤输出端口，上排半导体发光阵列和下排半导体发光阵列分别位于一号光纤输出端口的两侧；

上排半导体发光阵列包括16个上光纤耦合模块，下排半导体发光阵列包括16个下光纤耦合模块，16个上光纤耦合模块和16个下光纤耦合模块上均接有光纤；16个上光纤耦合模块所接的光纤捆绑成二号光纤束，二号光纤束接入二号光纤输出端口，16个下光纤耦合模块所接的光纤捆绑成一号光纤束，一号光纤束接入一号光纤输出端口。

所述上光纤耦合模块的半导体发光二极管为405nm半导体发光二极管，下光纤耦合模块的半导体发光二极管为375nm半导体发光二极管。

所述上光纤耦合模块的半导体发光二极管和下光纤耦合模块的半导体发光二极管均为405nm半导体发光二极管。

所述的上光纤耦合模块包括半导体发光二极管和耦合透镜，半导体发光二极管和耦合透镜均安装在中间件上，中间件横向安装有连接件，连接件上安装有光纤陶瓷插头，光纤陶瓷插头上连接有光纤，所述的半导体发光二极管、耦合透镜和光纤陶瓷插头三者依次排列且三者的中间点位于同一条直线上。

还包括安装在壳体内的循环水冷却装置，所述的循环水冷却装置包括进水管、出水管、上导热铜块和下导热铜块，所述的进水管和出水管均安装在壳体的同一侧部，进水管通过上直通快速接头安装在上导热铜块的进水口上，上导热铜块的出水口安装有上直角快速接头，上直角快速接头安装在串联冷却水管的一端，串联冷却水管的另一端安装有下直角快速接头，下直角快速接头安装在下导热铜块的进水口上，下导热铜块的出水口通过下直通快速接头与出水管相接；所述的上排半导体发光阵列安装在上导热铜块上，所述的下排半导体发光阵列安装在下导热铜块上。

所述的光纤均为石英光纤，光纤内径均为123um。

所述的耦合透镜的两个表面均为非球面结构，耦合透镜与半导体发光二极管相对的一面的数值孔径为0.5，耦合透镜与光纤陶瓷插头相对的一面的数值孔径为0.2。

所述的上导热铜块包括底座和上盖，底座内部横向设有通水管，上直通快速接头安装在通水管的进水口上，上直角快速接头安装在通水管的出水口上；底座上设有16个下凹口，上盖底部设有16个上凹口，上排半导体发光阵列的16个上光纤耦合模块分别安装在16个下凹口上，上盖安装在底座上且16个上凹口分别安装在上排半导体发光阵列的16个上光纤耦合模块上。

有益效果

本发明的一种用于激光直写曝光机的高功率紫外半导体激光器，与现有技术相比将相应波段半导体发光二极管发出的光通过非球面耦合透镜收进光纤，再对相应波段的光纤进行一定比例的搭配捆绑，达到同一输出光纤束具有高功率波长的目的，同时满足激光器的高功率需要。本发明中二个光纤束可以具有相同的高输出功率，也可以同时具有375nm和405nm波长的高输出功率，达到高功率输出的目的。

附图说明

图1为本发明的结构俯视图；

图2为本发明中上光纤耦合模块的结构剖面图；

图3为本发明中上导热铜块的立体结构图；

图4为图3的纵向剖面图；

图5为图3的结构爆炸图；