[发明专利]一种半导体碟片激光器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种半导体碟片激光器及其制备方法。

背景技术

随着激光器技术的不断革新，激光器的结构也在不断的更新以及优化。

近年来，出现了一种半导体碟片激光器，又称为圆盘激光器，整个激光器类似于圆盘状。相比于传统的棒状激光器来说，半导体碟片激光器的径厚比很大，因此相比于棒状激光器只能从侧面冷却来说，半导体碟片激光器可以得到更好的冷却，从而很好的解决了热透镜问题，大大改善了激光束质量、转换效率以及功率稳定性。

但是随着激光器技术的不断革新，如何改善激光器的散热问题是一个永恒不变的问题，同时激光器的散热问题也一直是制约半导体碟片激光器功率提升的首要因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体碟片激光器，该半导体碟片激光器具有良好的散热性能；本发明的另一目的在于提供一种半导体碟片激光器的制备方法，可以显著提高半导体碟片激光器的散热性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体碟片激光器，所述激光器包括基底和散热片；

所述基底的正面设置有DBR层，所述DBR层的表面设置有量子阱有源层；

所述基底的背面固定连接有所述散热片，所述基底的背面与所述散热片之间设置有至少一条密封的沟道，所述沟道内填充有预设体积的工作液；其中，所述工作液的预设体积小于沟道的容积。

可选的，所述沟道的深度与所述基底的厚度相同。

可选的，所述工作液包括以下任意一项或任意组合：

去离子水、乙醇、甲醇、丙酮。

可选的，所述工作液的体积占所述沟道容积的30％至50％。

可选的，所述散热片为金刚石散热片或碳化硅散热片。

可选的，所述基底的背面与所述散热片之间设置有至少一条密封的第一沟道和至少一条密封的第二沟道，任一条所述第二沟道与任一条所述第一沟道相连通；所述第一沟道与所述第二沟道内均填充有预设体积的所述工作液。

可选的，所述基底的背面设置有多条所述沟道，多条所述沟道内均填充有预设体积的所述工作液；其中，多条所述沟道相互平行，多条所述沟道均匀分布在所述基板的背面。

本发明还提供了一种半导体碟片激光器的制备方法，所述方法包括：

在基底一表面依次生长DBR层和量子阱有源层；

在所述基底另一表面刻蚀至少一个沟道；

在所述基底中刻蚀有所述沟道的表面键合散热片；

向所述沟道内注入预设体积的工作液；其中，所述工作液的预设体积小于沟道的容积。

可选的，所述在所述基底中刻蚀有所述沟道的表面键合散热片包括：

通过等离子体清洗所述基底与所述散热片相对的两个表面，以活化所述基底朝向所述散热片的表面与所述散热片朝向所述基底的表面；

通过去离子水将所述基底与所述散热片相对的两个表面润湿，并以预设的压力压合所述基底与所述散热片相对的两个表面；

以预设温度加热所述基底与所述散热片，以使所述散热片键合于所述基板表面。

可选的，所述在所述基底另一表面刻蚀至少一个沟道包括：

在所述基底的另一面刻蚀所述基底至所述DBR层，以形成所述沟道。

本发明所提供的一种半导体碟片激光器，在基底的背面设置有密闭的沟道，在该沟道内填充有预设体积的工作液，所述工作液的预设体积小于沟道的容积。当半导体碟片激光器正面受到泵浦光照射时，被泵浦光照射的区域会产生大量的热量。处在照射区域的沟道内的工作液会气化吸收热量，并且气化后的气体分子会沿着沟道的轴向方向迅速扩散。由于相变吸热和气相传热会极快的完成，通过上述结构可以使得半导体碟片激光器的散热面积从一个点变成了一个面，并且通过一个面继续向半导体碟片激光器的背面传热，会极大的增加半导体碟片激光器的横向散热面积以及纵向散热面积，从而有效降低半导体碟片激光器发光区域的热流密度，极大的增加半导体碟片激光器的散热速率。

本发明还提供了一种半导体碟片激光器的制备方法，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。