[发明专利]一种方形半导体激光器叠阵系统及其装配方法

说明书

本发明涉及一种方形半导体激光器叠阵系统及其装配方法，属于半导体激光器叠阵封装技术领域。系统包括半导体激光器侧泵单元，半导体激光器侧泵单元组合为叠阵系统，半导体激光器侧泵单元包括方形热沉、次级热沉和半导体激光器，方形热沉内设置有凹槽，凹槽内设置有次级热沉，次级热沉上设置有半导体激光器。本发明利用巴条波长随温度的变化关系，在室温下筛选具有梯度波长的巴条进行半导体激光器叠阵封装，再根据具体的应用需求将其装配成叠阵系统，使叠阵系统的泵浦效率、灵活性和稳定性显著提高。

技术领域

本发明涉及一种方形半导体激光器叠阵系统及其装配方法，属于半导体激光器叠阵封装技术领域。

背景技术

半导体激光器叠阵具有体积小、效率高、可靠性高等优点，已经广泛地应用于Nd:YAG、Nd:YVO₄、Yb:YAG、Tm:YAG等常见固体激光器的泵浦领域，Nd:YAG、Nd:YVO₄等晶体在808nm达到吸收峰值，Yb:YAG晶体在940nm达到吸收峰值，Tm:YAG晶体在783nm达到吸收峰值；YAG晶体、YVO₄晶体作为增益介质，产生1030nm-1064nm的激光，广泛应用与医疗、材料加工、军事等领域，通常晶体的尺寸较小，吸收带宽较窄，约为3nm，对泵源的波长要求、体积要求及可靠性要求较高，若泵源分布不均匀，会导致泵浦效率降低。

侧面泵浦指的是泵源围绕晶体棒一周提供稳定的光源，常见的有正三角、正五角、正七角等分布于晶体棒周围的结构，中国专利CN102570267A和CN101834402B所公开的半导体激光器侧泵模块，均采用了上述结构。随着全固态激光器在工业、医疗、军事等领域的应用需求越来越多，这对半导体激光器泵浦源也提出了更高的要求。

此外，传统侧泵模块的半导体激光器只能满足单一的泵浦需求，在多需求的应用中缺少灵活性，不利于模块的产业化，后期维护更换也较为复杂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种方形半导体激光器叠阵系统，利用巴条波长随温度的变化关系，在室温下筛选具有梯度波长的巴条进行半导体激光器叠阵封装，再根据具体的应用需求将其装配成叠阵系统。

本发明还提供上述方形半导体激光器叠阵系统的装配方法。

术语解释：

晶体：常见的用于固体激光器的Nd:YAG、Nd:YVO4、Yb:YAG、Tm:YAG晶体，通常为圆柱状。

吸收峰值：指晶体在某一吸收波段达到转换效率的最高点。

激光巴条：用于封装半导体激光器泵源的激光芯片。

本发明的技术方案如下：

一种方形半导体激光器叠阵系统，包括半导体激光器侧泵单元，半导体激光器侧泵单元组合为叠阵系统，半导体激光器侧泵单元包括方形热沉、次级热沉和半导体激光器，方形热沉内设置有凹槽，凹槽内设置有次级热沉，次级热沉上设置有半导体激光器。

优选的，凹槽为多边形凹槽，多边形凹槽内壁上均布设置有次级热沉。

优选的，半导体激光器包括激光巴条、钨铜热沉、电极压片、电极片、绝缘片和热沉底座，热沉底座两侧分别设置有电极片，热沉底座顶端均布设置有钨铜热沉，钨铜热沉和电极片与热沉底座之间均设置有绝缘片，钨铜热沉之间设置有激光巴条，电极片上设置有电极压片，通过电极压片为激光巴条供电。

进一步优选的，电极片上设置有固定孔，相邻半导体激光器之间在固定孔上固定安装连接电极，通过连接电极实现半导体激光器的通电连接。

优选的，方形热沉一侧设置有电极槽，电极槽内设置有通电电极，通电电极为L型，通过电极槽内放置通电电极，实现叠加的半导体激光器通电。

优选的，凹槽边侧外的方形热沉上均设置有通水孔，保证良好的散热性。