[发明专利]一种实现半导体激光器芯片锁波中无跳模的方法

说明书

本发明提供一种实现半导体激光器芯片锁波中无跳模的方法，解决现有单管芯片的光谱出现跳膜现象，而该现象会在VBG锁波过程引起无法锁波的问题。本发明的方法包括以下步骤：步骤一、在辅助热沉的上表面设置多个沟槽，且多个沟槽等距设置；步骤二、将贴有单管芯片的陶瓷热沉贴装到辅助热沉的上表面；步骤三、将辅助热沉安装到光纤的组件上。同时，本发明无跳模半导体激光器包括依次叠加设置的单管芯片、陶瓷热沉和辅助热沉，辅助热沉与陶瓷热沉贴合的表面设置有多个沟槽，且多个沟槽等距设置。本发明方法在辅助热沉上进行沟槽设计，沟槽可以在COS贴装到辅助热沉上时进行应力的释放，以获得较好的光谱，然后可以进行VBG锁波。

技术领域

本发明属于半导体、光纤激光器领域，具体涉及一种实现半导体激光器芯片锁波中无跳模的方法。

背景技术

光纤激光器广泛应用于激光光纤通信、工业造船、工业造船、汽车制造、激光雕刻、激光打标、激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接等领域，随着智能化和微型化的发展，半导体激光器逐渐成为光纤激光器的主要泵源。半导体激光器的芯片有巴条和单管两种款式，而高功率单管芯片在空间合束、波长合束及偏振合束等技术的发展下逐渐成为光纤激光器的主要泵源。

高功率半导体激光器单管芯片的封装主要分为三个步骤：第一步、将单管芯片封装在AlN陶瓷(Chip on sub-mount，COS)热沉上；第二步、将贴有单管芯片的AlN陶瓷热沉贴装到铜辅助热沉上；第三步、将铜辅助热沉安装到光纤的组件上，调试光路，如加体布拉格光栅(Volume Bragg Grating，VBG)进行锁波以获得高功率、高效率和更高的温度稳定性。

但是，以上结构存在以下问题：如图1所示，高功率半导体激光器单管芯片的封装或结构会导致单管芯片的光谱出现跳模现象，而该现象会在VBG锁波过程引起无法锁波的问题。目前对于封装后的芯片出现的跳模现象并无较好的解决方案，主要是通过调整封装工艺减轻跳模现象，但不同厂家和不同批次的芯片对应的封装工艺也是不同的，需要作出大量实验来找出适合某个批次的封装工艺。

发明内容

本发明的目的是解决现有单管芯片的光谱出现跳膜现象，而该现象会在VBG锁波过程引起无法锁波的问题，提供一种实现半导体激光器芯片锁波中无跳模的方法。

为实现以上发明目的，本发明的技术方案是：

一种实现半导体激光器芯片锁波中无跳模的方法，包括以下步骤：

步骤一、在辅助热沉的上表面设置多个沟槽，且多个沟槽等距设置；

步骤二、将贴有单管芯片的陶瓷热沉贴装到辅助热沉的上表面；

步骤三、将辅助热沉安装到光纤的组件上。

同时，本发明还提供一种无跳模半导体激光器，包括依次叠加设置的单管芯片、陶瓷热沉和辅助热沉，所述辅助热沉与陶瓷热沉贴合的表面设置有多个沟槽，且多个沟槽等距设置。

进一步地，所述沟槽为直线沟槽或曲线沟槽。

进一步地，所述沟槽的横截面形状为矩形、V形、梯形或半圆形。

进一步地，多个沟槽沿同一方向排布，或者多个沟槽在不同方向交错排布。

进一步地，所述沟槽的占空比范围为20％～60％，槽宽为辅助热沉宽度的2％～10％之间。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下技术效果：

1.本发明实现半导体激光器芯片锁波中无跳模的方法在辅助热沉上进行沟槽设计，沟槽可以在COS贴装到辅助热沉上时进行应力的释放，以获得较好的光谱，然后可以进行VBG锁波。