專利名稱：雙芯片激光照明器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器件，具體的說是應(yīng)用于安防監(jiān)控領(lǐng)域的雙芯片激光照明。
背景技術(shù)：
高功率半導(dǎo)體激光器具有體積小，能量轉(zhuǎn)化效率高的特點(diǎn)，自其發(fā)明以來，其輸出 功率，可靠性不斷得到提高。已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)，醫(yī)療，軍事等領(lǐng)域。隨著其制造成本 的不斷降低，半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用已經(jīng)逐漸延伸到一些民用領(lǐng)域。相對發(fā)光二極管而言，半 導(dǎo)體激光的亮度可以提高若干倍以上?；诟吡炼鹊男阅埽雽?dǎo)體激光器在照明領(lǐng)域自然 得到重視。半導(dǎo)體激光照明器的照射距離取決于半導(dǎo)體激光器的發(fā)光功率。業(yè)界在幾百米照 射范圍內(nèi)普遍使用單芯片激光器。在需要更遠(yuǎn)照射距離時，采用大功率光纖耦合模塊。此 種方法制作成本高，不易于被用戶接受。本發(fā)明提出使用雙芯片激光器，既可以增加照射距 離，又不會大幅增加產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適于安防監(jiān)控用的高功率激光照明器。該照明器的發(fā)光 源由兩只激光芯片組成并采用串聯(lián)方式實(shí)行電連接。該雙芯片被密封在一個與環(huán)境隔離的 區(qū)域，以保證激光芯片表面保持潔凈狀態(tài)。芯片所發(fā)出的光經(jīng)過勻光片達(dá)到均勻化。所發(fā) 出的光束發(fā)散角根據(jù)照射距離和攝像機(jī)取景范圍來調(diào)節(jié)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)雙芯片激光照明器，包括安裝在熱沉上的雙芯片半導(dǎo)體激光器、風(fēng)冷熱沉、勻光裝 置、光束發(fā)散角調(diào)節(jié)裝置以及光束方向微調(diào)裝置，其特征在于，所述雙芯片半導(dǎo)體激光器由 陶瓷片、兩個串聯(lián)的半導(dǎo)體激光芯片、正極和負(fù)極組成，半導(dǎo)體激光芯片、正極和負(fù)極焊接 在陶瓷片上，雙芯片半導(dǎo)體激光器作為發(fā)光體，密封在一風(fēng)冷熱沉和一光束發(fā)散角調(diào)節(jié)裝 置中間。所述密封體安裝在可以微調(diào)光束照射方向的基座上。所述雙芯片半導(dǎo)體激光器由兩個半導(dǎo)體激光芯片被焊接在一經(jīng)過部分金屬化的 陶瓷片表面，然后通過金屬導(dǎo)線將兩只芯片的上表面和所述陶瓷片的金屬化層相連，形成 兩只激光芯片的電串聯(lián)連接。所述陶瓷片再焊接到一個金屬熱沉上面。該金屬熱沉作為激 光器的正極。所述金屬熱沉上方一側(cè)有一長型金屬導(dǎo)電體作為激光器負(fù)極。所述正負(fù)極用 一電絕緣片分開。所述陶瓷片的上表面部分金屬化，陶瓷片的上表面由焊料盤、打線盤和絕緣帶構(gòu) 成。半導(dǎo)體激光芯片被焊接到焊料盤上面。焊接芯片后的陶瓷片再被焊接到金屬熱沉上面。雙芯片半導(dǎo)體激光器用螺栓緊固在一散熱器的端面，所述散熱器用螺栓與照明器 支架連接。所述螺栓與散熱器之間由電絕緣套筒隔開，所述散熱器與照明器支架之間用一 密封圈實(shí)現(xiàn)密封。激光器發(fā)射出的激光通過安裝在片架上的勻光片實(shí)現(xiàn)勻化，勻化后的光束通過可調(diào)光束發(fā)散角的光束輸出透鏡射出照明器。所述光束發(fā)散角的調(diào)節(jié)通過沿光軸可 移動的光學(xué)輸出透鏡實(shí)現(xiàn)，直流電機(jī)通過齒輪、驅(qū)動絲桿，帶動絲桿上的裝有光學(xué)輸出透鏡 的透鏡架移動。透鏡架的導(dǎo)向通過開口線性軸承控制，線性軸承內(nèi)壁的滾珠組與透鏡架外 壁完全滾動摩擦。驅(qū)動絲桿兩端裝有軸承，分別固定在照明器支架和照明器蓋板之中，照明 器蓋板用螺栓固定在照明器支架上。照明器配有一可變電阻，提供與輸出透鏡位置相應(yīng)的 電信號，用作與攝像機(jī)聚焦同步控制。散熱器由導(dǎo)熱材料所制，在所述散熱器的周邊加工成多片散熱片，所述散熱器的 一端部具有圓柱狀凸臺，用以密封圈的定位。所述散熱器端部有四個或多個機(jī)械安裝孔，在 所述凸臺上有一螺紋孔用以安裝激光器件。所述照明器被安裝在可以微調(diào)角度的底座上，以調(diào)整輸出光束與攝像機(jī)聚焦同步 到目標(biāo)上。所述調(diào)整座由調(diào)整座底座和上座及連接軸組成。底座和上座之間的角度通過連 接軸，由底部穿過光孔和螺紋孔相連的螺釘調(diào)節(jié)。水平方向角度以螺紋孔中的螺釘為軸通 過螺紋孔進(jìn)行微調(diào)。然后用螺釘通過通孔固定，在底座上還均勻設(shè)置有四個固定孔。上述光源發(fā)光強(qiáng)度為單芯片激光光源的2倍，在相同環(huán)境下所述光源的最遠(yuǎn)照射 距離接近單芯片光源照射距離的2倍。所述風(fēng)冷熱沉確保及時散掉由光源芯片所產(chǎn)生的熱 量，以保證激光器的正常運(yùn)行而不致過熱而損壞。所述熱沉同時為激光器的正極。所述勻 光片起到勻化激光強(qiáng)度的作用。所述激光芯片被密封在所述熱沉和所述勻光片之間，以保 證激光芯片表面保持潔凈狀態(tài)。


下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的雙芯片激光照明器的外形圖；圖2是雙芯片半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)圖；圖3是雙芯片半導(dǎo)體激光器的焊接示意圖；圖4是雙芯片半導(dǎo)體激光器的焊接后結(jié)構(gòu)外形圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例所述的雙芯片激光照明器的裝配圖；圖6是雙芯片激光照明器的端面視圖；圖7是圖6中H-H截面剖視圖；圖8是方向微調(diào)座的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式如圖1-8所示，雙芯片激光照明器，包括安裝在熱沉上的雙芯片半導(dǎo)體激光器2、 風(fēng)冷熱沉、勻光裝置、光束發(fā)散角調(diào)節(jié)裝置以及光束方向微調(diào)裝置，其特征在于，所述雙芯 片半導(dǎo)體激光器2由陶瓷片2. 2、兩個串聯(lián)的半導(dǎo)體激光芯片2. 1、正極2. 4和負(fù)極2. 5組 成，半導(dǎo)體激光芯片2. 1、正極2. 4和負(fù)極2. 5焊接在陶瓷片2. 2上，雙芯片半導(dǎo)體激光器2 作為發(fā)光體，密封在一風(fēng)冷熱沉和一光束發(fā)散角調(diào)節(jié)裝置中間。所述密封體安裝在可以微 調(diào)光束照射方向的基座上。所述雙芯片半導(dǎo)體激光器2由兩個半導(dǎo)體激光芯片2. 1被焊接在一經(jīng)過部分金屬 化的陶瓷片2. 2表面，然后通過金屬導(dǎo)線2. 3將兩只芯片的上表面和所述陶瓷片的金屬化層相連，形成兩只激光芯片的電串聯(lián)連接。所述陶瓷片再焊接到一個金屬熱沉2. 4上面。該 金屬熱沉2. 4作為激光器的正極。所述金屬熱沉2. 4上方一側(cè)有一長型金屬導(dǎo)電體2. 5作 為激光器負(fù)極。所述正負(fù)極用一電絕緣片分開。所述陶瓷片2. 2的上表面部分金屬化，陶瓷片2. 2的上表面由焊料盤2. 2. 2、打線 盤2. 2. 1和絕緣帶2. 2. 3構(gòu)成。半導(dǎo)體激光芯片2. 1被焊接到焊料盤2. 2. 2上面。焊接芯 片后的陶瓷片2. 2再被焊接到金屬熱沉2. 4上面。雙芯片半導(dǎo)體激光器2用螺栓緊固在一散熱器3的端面，所述散熱器用螺栓1與 照明器支架4連接。所述螺栓1與散熱器之間由電絕緣套筒11隔開，所述散熱器與照明器 支架之間用一密封圈12實(shí)現(xiàn)密封。激光器發(fā)射出的激光通過安裝在片架5上的勻光片6 實(shí)現(xiàn)勻化，勻化后的光束通過可調(diào)光束發(fā)散角的光束輸出透鏡19射出照明器。所述光束發(fā) 散角的調(diào)節(jié)通過沿光軸可移動的光學(xué)輸出透鏡實(shí)現(xiàn)，直流電機(jī)9通過齒輪14、15、16、驅(qū)動 絲桿17，帶動絲桿17上的裝有光學(xué)輸出透鏡的透鏡架18移動。透鏡架的導(dǎo)向通過開口線 性軸承7控制，線性軸承內(nèi)壁的滾珠組與透鏡架18外壁完全滾動摩擦。驅(qū)動絲桿兩端裝有 軸承13，分別固定在照明器支架4和照明器蓋板8之中，照明器蓋板8用螺栓20固定在照 明器支架上。照明器配有一可變電阻10，提供與輸出透鏡位置相應(yīng)的電信號，用作與攝像機(jī) 聚焦同步控制。散熱器3由導(dǎo)熱材料所制，在所述散熱器3的周邊加工成多片散熱片，所述散熱器 3的一端部具有圓柱狀凸臺，用以密封圈12的定位。所述散熱器3端部有四個或多個機(jī)械 安裝孔，在所述凸臺上有一螺紋孔用以安裝激光器件。所述照明器被安裝在可以微調(diào)角度的底座21上，以調(diào)整輸出光束與攝像機(jī)聚焦 同步到目標(biāo)上。所述調(diào)整座由調(diào)整座底座21. 1和上座21. 2及連接軸21. 3組成。底座21. 1 和上座21. 2之間的角度通過連接軸21. 3，由底部穿過光孔21. 1. 2和螺紋孔21. 2. 2相連的 螺釘調(diào)節(jié)。水平方向角度以螺紋孔21. 1.3中的螺釘為軸通過螺紋孔21. 1.4進(jìn)行微調(diào)。然 后用螺釘通過通孔21. 1. 1固定，在底座上還均勻設(shè)置有四個固定孔21. 2. 1。以上顯示和描述了應(yīng)用于激光夜視系統(tǒng)的一種照明裝置和其裝配組成示意。本發(fā) 明不受上述實(shí)例的限制，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，本發(fā)明還會有其他方式的變化和 改進(jìn)。這些變化和改進(jìn)都落入本發(fā)明要求保護(hù)的范圍，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利 要求及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.雙芯片激光照明器，包括安裝在熱沉上的雙芯片半導(dǎo)體激光器O)、風(fēng)冷熱沉、勻光 裝置、光束發(fā)散角調(diào)節(jié)裝置以及光束方向微調(diào)裝置，所述雙芯片半導(dǎo)體激光器O)由陶瓷 片(2. 2)、兩個串聯(lián)的半導(dǎo)體激光芯片(2. 1)、正極(2. 4)和負(fù)極(2. 5)組成，半導(dǎo)體激光芯 片(2. 1)、正極(2. 4)和負(fù)極(2. 5)焊接在陶瓷片(2. 2)上，雙芯片半導(dǎo)體激光器O)作為 發(fā)光體，其特征在于，所述雙芯片半導(dǎo)體激光器( 由兩個半導(dǎo)體激光芯片(2. 1)被焊接在 一經(jīng)過部分金屬化的陶瓷片(2. 2)表面，然后通過金屬導(dǎo)線(2. 3)將兩只芯片的上表面和 所述陶瓷片的金屬化層相連，形成兩只激光芯片的電串聯(lián)連接，所述陶瓷片再焊接到一個 金屬熱沉(2. 4)上面，該金屬熱沉(2. 4)作為激光器的正極，所述金屬熱沉(2. 4)上方一側(cè) 有一長型金屬導(dǎo)電體(2. 5)作為激光器負(fù)極，所述正負(fù)極用一電絕緣片分開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙芯片激光照明器，其特征在于，所述陶瓷片(2.2)的上表面 部分金屬化，陶瓷片(2. 2)的上表面由焊料盤(2. 2. 2)、打線盤(2. 2. 1)和絕緣帶(2. 2. 3) 構(gòu)成，半導(dǎo)體激光芯片(2. 1)被焊接到焊料盤(2. 2. 2)上面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙芯片激光照明器，其特征在于，雙芯片半導(dǎo)體激光器(2)用 螺栓緊固在一散熱器C3)的端面，所述散熱器用螺栓(1)與照明器支架(4)連接。所述螺栓 (1)與散熱器之間由電絕緣套筒(11)隔開，所述散熱器與照明器支架之間用一密封圈(12) 實(shí)現(xiàn)密封，直流電機(jī)(9)通過齒輪(14、15、16)、驅(qū)動絲桿(17)，帶動絲桿(17)上的裝有光 學(xué)輸出透鏡的透鏡架(18)移動，透鏡架(18)的導(dǎo)向通過開口線性軸承(7)控制，線性軸承 (17)內(nèi)壁的滾珠組與透鏡架(18)外壁完全滾動摩擦，驅(qū)動絲桿(17)兩端裝有軸承(13)， 分別固定在照明器支架(4)和照明器蓋板(8)之中，照明器蓋板(8)用螺栓00)固定在照 明器支架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙芯片激光照明器，其特征在于，散熱器(3)由導(dǎo)熱材料所 制，在所述散熱器(3)的周邊加工成多片散熱片，所述散熱器(3)的一端部具有圓柱狀凸 臺，用以密封圈(1 的定位，所述散熱器C3)端部有四個或多個機(jī)械安裝孔，在所述凸臺上 有一螺紋孔用以安裝激光器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙芯片激光照明器，其特征在于，所述照明器被安裝在可 以微調(diào)角度的底座(21)上，所述調(diào)整座由調(diào)整座底座01.1)和上座01. 及連接軸 (21.3)組成，底座01.1)和上座Q1.2)之間的角度通過連接軸3)，由底部穿過光孔 (21. 1. 2)和螺紋孔2. 2)相連的螺釘調(diào)節(jié)，水平方向角度以螺紋孔1. 3)中的螺釘 為軸通過螺紋孔1.4)進(jìn)行微調(diào)，然后用螺釘通過通孔1. 1)固定。
全文摘要
本發(fā)明公開的雙芯片激光照明器，包括安裝在熱沉上的雙激光芯片半導(dǎo)體激光器件、風(fēng)冷熱沉、勻光裝置、光束發(fā)散角調(diào)節(jié)裝置以及光束方向微調(diào)裝置。其特征在于，所述激光照明器的光源為兩只相互串聯(lián)的半導(dǎo)體激光芯片，所述光源發(fā)光強(qiáng)度為單芯片激光光源的2倍，在相同環(huán)境下所述光源的最遠(yuǎn)照射距離接近單芯片光源照射距離的2倍。所述風(fēng)冷熱沉確保及時散掉由光源芯片所產(chǎn)生的熱量，以保證激光器的正常運(yùn)行而不致過熱而損壞。所述熱沉同時為激光器的正極。所述勻光片起到勻化激光強(qiáng)度的作用。所述激光芯片被密封在所述熱沉和所述勻光片之間，以保證激光芯片表面保持潔凈狀態(tài)。
文檔編號H01S5/024GK102074895SQ20101055086
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者張軍, 李大明, 潘華東 申請人:無錫亮源激光技術(shù)有限公司