线阵半导体激光器的制作方法

1.本发明涉及激光器设备技术领域 ，具体而言，涉及一种线阵半导体激光器。


背景技术：

2.随着激光设备的发展，激光器的应用在逐步增多，目前常规的水平线阵激光器的结构比较复杂，需要先将巴条封装到微通道上，然后再把带有巴条的微通道组装到通水底座上，在组装过程中零件较多，且要求机械结构件平整极高，容易导致巴条不在同一条直线上，导致光斑的质量差。即现有技术中线阵半导体激光器的光斑质量需要进一步提升。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种线阵半导体激光器，以解决现有技术中线阵半导体激光器存在光斑质量差的问题。
4.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种线阵半导体激光器，线阵半导体激光器具有出光侧，线阵半导体激光器包括：多个巴条单元；dcb板，dcb板具有多个导电区，多个导电区沿dcb板的延伸方向设置，导电区具有连接区域和安装区域，多个巴条单元一一对应设置在多个安装区域上，至少巴条单元靠近出光侧的前腔面与安装区域的边缘平齐，以使多个巴条单元在同一水平直线上排列，多个巴条单元沿dcb板的延伸方向排列，导电区的巴条单元与下一个导电区的连接区域通过导线连接，以使dcb板上的多个巴条单元串联；第一热沉，dcb板远离巴条单元的一侧与第一热沉连接。
5.进一步地，安装区域的边缘与巴条单元的周向侧面平齐。
6.进一步地，巴条单元包括：巴条；第二热沉，巴条设置在第二热沉上，且至少巴条靠近出光侧的前腔面与第二热沉的侧壁平齐。
7.进一步地，巴条与dcb板的延伸方向垂直的侧面与第二热沉的侧壁平齐。
8.进一步地，相邻两个导电区之间的间距相同。
9.进一步地，导电区呈z形结构，且安装区域相对于连接区域靠近出光侧。
10.进一步地，连接区域包括过渡段和连接段，过渡段的两端分别与安装区域和连接段连接，连接段与连接区域相背伸出，过渡段与连接段和安装区域均垂直。
11.进一步地，导电区的安装区域与下一个导电区的连接区域沿垂直于dcb板的延伸方向排布。
12.进一步地，线阵半导体激光器还包括：正极接线件，正极接线件与dcb板一端的导电区连接；负极接线件，负极接线件与dcb板另一端的导电区连接，且正极接线件与负极接线件的连线方向与dcb板的延伸方向相同，多个巴条单元位于正极接线件与负极接线件之间。
13.进一步地，线阵半导体激光器还包括保护板，其材质为绝缘材料，保护板的至少一部分盖设在正极接线件和负极接线件上且与巴条单元间隔设置。
14.进一步地，保护板的至少另一部分位于巴条单元远离出光侧的一侧并与dcb板抵
接。
15.进一步地，第一热沉的内部具有降温通道以及与降温通道连通的流体入口和流体出口，流体入口和流体出口位于第一热沉远离dcb板一侧的表面，冷媒经流体入口流入至降温通道内换热后经流体出口流出。
16.进一步地，线阵半导体激光器还包括多个聚焦透镜，多个聚焦透镜与多个巴条单元一一对应，聚焦透镜相对于巴条单元靠近出光侧。
17.应用本发明的技术方案，线阵半导体激光器具有出光侧，线阵半导体激光器包括多个巴条单元、dcb板和第一热沉，dcb板具有多个导电区，多个导电区沿dcb板的延伸方向设置，导电区具有连接区域和安装区域，多个巴条单元一一对应设置在多个安装区域上，至少巴条单元靠近出光侧的前腔面与安装区域的边缘平齐，以使多个巴条单元在同一直线上排列，多个巴条单元沿dcb板的延伸方向排列，导电区的巴条单元与下一个导电区的连接区域通过导线连接，以使dcb板上的多个巴条单元串联；dcb板远离巴条单元的一侧与第一热沉连接。
18.通过在dcb板上设置多个导电区，且将导电区划分为安装巴条单元的安装区域以及用于将巴条单元串联连接的连接区域。将巴条单元靠近出光侧的前腔面与安装区域的边缘平齐，以使所有的巴条单元均在同一条水平直线上排列，就使得线阵半导体激光器产生的光斑在同一条直线上，有效提高了线阵半导体激光器的光斑质量。此外，本技术中的结构仅需要在每个巴条单元上设置一组导线就可将该巴条单元与相邻的巴条单元串联连接，有效减少了线阵半导体激光器的封装难度，提高了线阵半导体激光器封装的一致性。通过将dcb板安装到第一热沉上可以对dcb板进行降温，有利于巴条单元稳定工作。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1示出了本发明的一个可选实施例的线阵半导体激光器的一个角度的结构示意图；
21.图2示出了图1中线阵半导体激光器的另一个角度的结构示意图；
22.图3示出了图1中固定件与正极接线件、负极接线件的位置关系示意图；
23.图4示出了图1中聚焦透镜、支撑件以及巴条单元之间的位置关系示意图；
24.图5示出了图4中巴条单元与dcb板的位置关系示意图；
25.图6示出了图1中线阵半导体激光器的另一个角度的结构示意图。
26.其中，上述附图包括以下附图标记：
27.10、巴条单元；11、巴条；12、第二热沉；20、dcb板；30、导电区；31、连接区域；311、过渡段；312、连接段；32、安装区域；40、第一热沉；41、流体入口；42、流体出口；43、固定槽；50、正极接线件；51、正极接线孔；52、正极固定孔；60、负极接线件；61、负极接线孔；62、负极固定孔；70、保护板；80、聚焦透镜；90、导线；100、固定件；110、出光口；120、支撑件。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
29.需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
30.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
31.为了解决现有技术中线阵半导体激光器存在光斑质量差的问题，本发明提供了一种线阵半导体激光器。
32.如图1至图6所示，线阵半导体激光器具有出光侧，线阵半导体激光器包括多个巴条单元10、dcb板20和第一热沉40，dcb板20具有多个导电区30，多个导电区30沿dcb板20的延伸方向设置，导电区30具有连接区域31和安装区域32，多个巴条单元10一一对应设置在多个安装区域32上，至少巴条单元10靠近出光侧的前腔面与安装区域32的边缘平齐，以使多个巴条单元10在同一直线上排列，多个巴条单元10沿dcb板20的延伸方向排列，导电区30的巴条单元10与下一个导电区30的连接区域31通过导线90连接，以使dcb板20上的多个巴条单元10串联；dcb板20远离巴条单元10的一侧与第一热沉40连接。
33.通过在dcb板20上设置多个导电区30，且将导电区30划分为安装巴条单元10的安装区域32以及用于将巴条单元10串联连接的连接区域31。将巴条单元10靠近出光侧的前腔面与安装区域32的边缘平齐，以使所有的巴条单元10均在同一条水平直线上排列，就使得线阵半导体激光器产生的光斑在同一条直线上，有效提高了线阵半导体激光器的光斑质量。此外，本技术中的结构仅需要在每个巴条单元10上设置一组导线90就可将该巴条单元10与相邻的巴条单元10串联连接，有效减少了线阵半导体激光器的封装难度，提高了线阵半导体激光器封装的一致性。通过将dcb板20安装到第一热沉40上可以对dcb板20进行降温，有利于巴条单元10稳定工作。
34.需要说明的是，本技术中的线阵半导体激光器通常情况下会放置在水平台面上使用，此时所有的巴条单元10均在同一条水平直线上排列。若将线阵半导体激光器放置在竖直台面上使用时，此时所有的巴条单元10均在同一条竖直直线上排列。
35.而线阵半导体激光器是指巴条单元呈线性排布的半导体激光器。
36.此外，导电区30的巴条单元10与下一个导电区30的连接区域31通过导线90连接，表示按照巴条单元10与连接区域31的连接方向来划分线阵半导体激光器的上下游，而并不是电流的流动方向。或者说，沿着某一方向顺次巴条单元10与下游位置的导电区30的连接区域31通过导线90连接。
37.需要说明的是，为了dcb板20上的位置能够充分利用，同时为了减小线阵半导体激光器的尺寸，在dcb板20两端的位置处并不是两个完整的导电区30，而是导电区30的一部分，其尺寸也与中间位置的导电区30的尺寸略有不同，当然，两端位置的导电区30中一端的导电区30没有安装区域32，而仅有连接区域31，仅起到与上一个导电区30中的巴条单元10连接的作用，正极接线件50和负极接线件60分别设置在两端位置的导电区30上，以使整个dcb板中的巴条单元10串联在一起。
38.具体的，dcb板20为陶瓷基覆铜板。
39.具体的，dcb板20的表面已刻蚀有电路图且表面镀金，也就是说形成多个导电区30，导电区30的表面为金。
40.具体的，相邻两个导电区30之间的间距相同。这样设置使得相邻两个巴条单元10之间的距离更加均匀，使线阵半导体激光器产生的光班的均匀性更好，减少了光斑出现明暗的区域的出现，有效提高了线阵半导体激光器产生的光斑的质量。
41.在图5所示的具体实施例中，安装区域32的边缘与巴条单元10的周向侧壁平齐。也就是说安装区域32的面积和巴条单元10的横截面积相同，同时在将巴条单元10装配到安装区域32上时，巴条单元10的周向侧壁与安装区域32的边缘平齐，有利于控制相邻两个巴条单元10之间的间距。或者说，这样设置使得相邻两个巴条单元10之间的距离为相邻两个安装区域32之间的距离。
42.如图5所示，巴条单元10包括巴条11和第二热沉12，巴条11设置在第二热沉12上，且至少巴条11靠近出光侧的前腔面与第二热沉12的侧壁平齐。在巴条单元10中并不是所有的结构都能够发光，只有巴条单元10中的巴条11发光，将巴条11设置在第二热沉12上不仅有利于巴条11安装到dcb板20上，第二热沉12还能够对巴条11进行降温，以保证巴条11工作的稳定性，延长巴条11的使用时间。将巴条11靠近出光侧的前腔面与第二热沉12的侧壁平齐，各个巴条单元10装配在dcb板20上后，所有的巴条11均在同一水平线上，进一步提高了线阵半导体激光器出射光斑的精度。
43.需要说明的是，巴条11内具有激光芯片，或者说巴条11是巴条芯片。
44.具体的，第二热沉12为金锡钨铜热沉，金锡焊料封装有利于提高产品的可靠性。
45.优选地，在一个第二热沉12上仅设置有一个巴条11，在巴条11损坏后，仅需要将整个巴条单元10进行更换，减少了对其他巴条11的影响。
46.具体的，巴条11与dcb板20的延伸方向垂直的侧面与第二热沉12的侧壁平齐。这样设置使得相邻两个巴条11之间的间距相同，也就是相邻两个导电区30之间的距离，进一步提高了光斑的均匀性。
47.需要说明的是，为了避免相邻两个导电区30之间发生电性连接的情况，需要将相邻两个导电区30之间的间距设置在大于0.5毫米，在此基础上，导电区30之间的间隙越小，则光斑的均匀性越高，此处对相邻两个导电区30之间的距离不做具体限制，只需要保证相邻两个导电区30之间的距离大于0.5毫米。
48.在图5所示的具体实施例中，导电区30呈z形结构，且安装区域32相对于连接区域31靠近出光侧。将导电区30设置为z形结构，有利于巴条单元10与下一个导电区30的连接区域31连接，减少了导线90的使用，有利于产品封装。
49.在图5所示的具体实施例中，连接区域31包括过渡段311和连接段312，过渡段311的两端分别与安装区域32和连接段312连接，连接段312与连接区域31相背伸出，过渡段311与连接段312和安装区域32均垂直。安装区域32为矩形区域，过渡段311也是矩形区域，两个矩形区域通过连接段312连接，且两个矩形区域向相背的方向伸出，使导电区30的安装区域32与下一个导电区30的连接区域31之间的距离更近，有利于导线90与巴条单元10和下一个导电区30的连接区域31连接，降低了导线90连接的难度，同时还降低了产品封装的难度。
50.需要说明的是，导线90为金线，金线键合光斑的均匀性更佳，通过dcb板20的电路图的刻蚀以及打金线优化了产品的封装工艺。
51.在图5所示的具体实施例中，导电区30的安装区域32与下一个导电区30的连接区域31沿垂直于dcb板20的延伸方向排布。
52.在图3所示的具体实施例中，线阵半导体激光器还包括正极接线件50和负极接线件60，正极接线件50与dcb板20一端的导电区30连接；负极接线件60与dcb板20另一端的导电区30连接，且正极接线件50与负极接线件60的连线方向与dcb板20的延伸方向相同，多个巴条单元10位于正极接线件50与负极接线件60之间。正极接线件50和负极接线件60都具有导电功能，将正极接线件50和负极接线件60装配到dcb板20的端部的导电区30上，使正极接线件50和负极接线件60与dcb板20之间能够电连接，将多个巴条单元10设置于正极接线件50与负极接线件60之间，在正极接线件50与负极接线件60通电后，电流正极接线件50流入至dcb板20上，顺次经过多个巴条单元10后流入到负极接线件60。
53.在图3所示的具体实施例中，正极接线件50具有正极接线孔51和正极固定孔52，正极接线孔51的深度方向与正极固定孔52的深度方向垂直，且正极接线孔51与正极固定孔52连通，正极电源线穿入至正极接线孔51内，固定件100穿过正极固定孔52后与正极电源线抵接，以将正极电源线固定在正极接线孔51内。
54.在图3所示的具体实施例中，负极接线件60具有负极接线孔61和负极固定孔62，负极接线孔61的深度方向与负极固定孔62的深度方向垂直，且负极接线孔61与负极固定孔62连通，负极电源线穿入至负极接线孔61内，固定件100穿过负极固定孔62后与负极电源线抵接，以将负极电源线固定在负极接线孔61内。
55.如图1所示，线阵半导体激光器还包括保护板70，其材质为绝缘材料，保护板70的至少一部分盖设在正极接线件50和负极接线件60上且与巴条单元10间隔设置。保护板70的设置对巴条单元10形成保护，可以减少外界对巴条单元10和导线90的碰触，减少外界环境污染巴条11，减少了巴条单元10损坏的风险。
56.优选地，固定件100将保护板70固定到正极接线件50和负极接线件60上，且该固定件100还可伸入至正极接线孔51或负极接线孔61内固定正极电源线或负极电源线。
57.在图2所示的具体实施例中，保护板70的至少另一部分位于巴条单元10远离出光侧的一侧并与dcb板20抵接。保护板70在多个方向对dcb板20形成保护，有效减少了巴条单元10损坏的风险。
58.同时保护板70与第一热沉40配合，以使线阵半导体激光器仅具有一个出光口110，有利于光线从出光口110处射出。
59.如图6所示，第一热沉40的内部具有降温通道以及与降温通道连通的流体入口41和流体出口42，流体入口41和流体出口42位于第一热沉40远离dcb板20一侧的表面，冷媒经流体入口41流入至降温通道内换热后经流体出口42流出。本技术中的第一热沉40采用流体降温，可以更好的冷却巴条11，提高产品的功率以及可靠性。
60.在图2所示的具体实施例中，第一热沉40在延伸方向的两端设置有固定槽43，有利于固定线阵半导体激光器。
61.优选地，第一热沉40为通水热沉。
62.在图1所示的具体实施例中，线阵半导体激光器还包括多个聚焦透镜80，多个聚焦透镜80与多个巴条单元10一一对应，聚焦透镜80相对于巴条单元10靠近出光侧。这样设置有利于对巴条单元10发射出的光线进行准直，有利于获得一个高能量密度线光斑。
63.在图4所示的具体实施例中，线阵半导体激光器还包括多个支撑件120，多个支撑件120与多个聚焦透镜80设置，聚焦透镜80设置在支撑件120上，支撑件120的厚度与第二热沉12的厚度相同，以使聚焦透镜80与巴条11对应。
64.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
65.通过设计独特的dcb板20、以及打金线连接线路，实现串联式封装结构，其重量轻、光斑质量好、长期可靠性好，比常规的水平线阵工艺精简，封装效率高；且光斑通过透镜准直为一条直线可以产生高能量密度线光斑。
66.显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
67.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
68.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
69.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种线阵半导体激光器，其特征在于，所述线阵半导体激光器具有出光侧，所述线阵半导体激光器包括：多个巴条单元（10）；dcb板（20），所述dcb板（20）具有多个导电区（30），多个导电区（30）沿所述dcb板（20）的延伸方向设置，所述导电区（30）具有连接区域（31）和安装区域（32），多个所述巴条单元（10）一一对应设置在多个所述安装区域（32）上，至少所述巴条单元（10）靠近所述出光侧的前腔面与所述安装区域（32）的边缘平齐，以使多个所述巴条单元（10）在同一水平直线上排列，多个所述巴条单元（10）沿所述dcb板（20）的延伸方向间隔排列，所述导电区（30）的所述巴条单元（10）与下一个所述导电区（30）的所述连接区域（31）通过导线（90）连接，以使所述dcb板（20）上的多个所述巴条单元（10）串联；第一热沉（40），所述dcb板（20）远离所述巴条单元（10）的一侧与所述第一热沉（40）连接。2.根据权利要求1所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述安装区域（32）的边缘与所述巴条单元（10）的周向侧面平齐。3.根据权利要求1所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述巴条单元（10）包括：巴条（11）；第二热沉（12），所述巴条（11）设置在所述第二热沉（12）上，且至少所述巴条（11）靠近所述出光侧的前腔面与所述第二热沉（12）的侧壁平齐。4.根据权利要求3所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述巴条（11）与所述dcb板（20）的延伸方向垂直的侧面与所述第二热沉（12）的侧壁平齐。5.根据权利要求1所述的线阵半导体激光器，其特征在于，相邻两个所述导电区（30）之间的间距相同。6.根据权利要求1所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述导电区（30）呈z形结构，且所述安装区域（32）相对于所述连接区域（31）靠近所述出光侧。7.根据权利要求6所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述连接区域（31）包括过渡段（311）和连接段（312），所述过渡段（311）的两端分别与所述安装区域（32）和所述连接段（312）连接，所述连接段（312）与所述连接区域（31）相背伸出，所述过渡段（311）与所述连接段（312）和所述安装区域（32）均垂直。8.根据权利要求1所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述导电区（30）的所述安装区域（32）与下一个所述导电区（30）的所述连接区域（31）沿垂直于所述dcb板（20）的延伸方向排布。9.根据权利要求1所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述线阵半导体激光器还包括：正极接线件（50），所述正极接线件（50）与所述dcb板（20）一端的所述导电区（30）连接；负极接线件（60），所述负极接线件（60）与所述dcb板（20）另一端的所述导电区（30）连接，且所述正极接线件（50）与所述负极接线件（60）的连线方向与所述dcb板（20）的延伸方向相同，多个所述巴条单元（10）位于所述正极接线件（50）与所述负极接线件（60）之间。10.根据权利要求9所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述线阵半导体激光器还包括保护板（70），所述保护板（70）的至少一部分盖设在所述正极接线件（50）和所述负极接
线件（60）上且与所述巴条单元（10）间隔设置。11.根据权利要求10所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述保护板（70）的至少另一部分位于所述巴条单元（10）远离出光侧的一侧并与所述dcb板（20）抵接。12.根据权利要求1至11中任一项所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述第一热沉（40）的内部具有降温通道以及与所述降温通道连通的流体入口（41）和流体出口（42），所述流体入口（41）和所述流体出口（42）位于所述第一热沉（40）远离所述dcb板（20）一侧的表面，冷媒经所述流体入口（41）流入至所述降温通道内换热后经所述流体出口（42）流出。13.根据权利要求1至11中任一项所述的线阵半导体激光器，其特征在于，所述线阵半导体激光器还包括多个聚焦透镜（80），多个所述聚焦透镜（80）与多个所述巴条单元（10）一一对应，所述聚焦透镜（80）相对于所述巴条单元（10）靠近所述出光侧。

技术总结
本发明提供了一种线阵半导体激光器。在工作中，线阵半导体激光器具有出光侧，可以激发出一条水平直线光斑，线阵半导体激光器包括：多个巴条单元；DCB板，DCB板具有多个导电区，多个导电区沿DCB板的延伸方向设置，导电区具有连接区域和安装区域，多个巴条单元一一对应设置在多个安装区域上，每个巴条单元的前腔面与安装区域的边缘平齐，以使多个巴条单元在同一水平直线上排列，多个巴条单元沿DCB板的延伸方向排列，导电区的巴条单元与下一个导电区的连接区域通过导线连接，使DCB板上的多个巴条单元串联；DCB板远离巴条单元的一侧与第一热沉连接。本发明解决了现有技术中线阵半导体激光器存在光斑质量差的问题，具有封装方便简捷的优点。的优点。的优点。


技术研发人员：杨林伟 马威 李杰如 陈瑞雪 于振坤 郎超 陈晓华
受保护的技术使用者：北京凯普林光电科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/9