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      一種錯(cuò)位疊層式光路模塊和一種多管芯半導(dǎo)體激光器的制造方法

      文檔序號(hào):7083081閱讀:256來源:國(guó)知局
      一種錯(cuò)位疊層式光路模塊和一種多管芯半導(dǎo)體激光器的制造方法
      【專利摘要】本實(shí)用新型涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種錯(cuò)位疊層式光路模塊和一種多管芯半導(dǎo)體激光器。一種錯(cuò)位疊層式光路模塊,包括:一個(gè)熱沉模塊和N個(gè)光路單元,其中N為大于等于2的正整數(shù);每個(gè)光路單元包括一個(gè)帶輔助熱沉的半導(dǎo)體激光芯片CoS、一個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡和一個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡;所述熱沉模塊的一面呈N+1級(jí)臺(tái)階狀,從高到低依次為第一級(jí)臺(tái)階至第N+1級(jí)臺(tái)階;相鄰兩個(gè)CoS的輸出光束的光軸相互平行,且不在同一垂直平面內(nèi)。一種多管芯半導(dǎo)體激光器,包括:臺(tái)階形底板和多個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了多個(gè)光路的模塊化,保證了工藝重復(fù)性和穩(wěn)定性,提高了多管芯半導(dǎo)體激光器的空間利用率。
      【專利說明】一種錯(cuò)位疊層式光路模塊和一種多管芯半導(dǎo)體激光器

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種錯(cuò)位疊層式光路模塊和一種多管芯半導(dǎo)體激光器。

      【背景技術(shù)】
      [0002]目前的多管芯半導(dǎo)體激光器中,通常將多個(gè)帶輔助熱沉的半導(dǎo)體激光芯片(CoS)、多個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡和多個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡等光學(xué)元件全部以焊接的方式集成在同一個(gè)底板上,并且為了增大半導(dǎo)體激光器的功率,通常會(huì)集成更多的單元器件,這樣整個(gè)半導(dǎo)體激光器在水平方向占用的空間就會(huì)明顯增多。因?yàn)镃oS是焊接在底板上的,如果某個(gè)出現(xiàn)故障,就需要重新更換,而底板是采用高導(dǎo)熱率的金屬制成,更換CoS的過程中,會(huì)影響其它單元器件,需要重新對(duì)它們進(jìn)行調(diào)校,這種所有單元器件共底板的空間集成方式不能保證產(chǎn)品的工藝重復(fù)性和保證不同芯片產(chǎn)品的之間的通用性,并且可拆卸性差,維修成本高,耗費(fèi)人力,很難實(shí)現(xiàn)多管芯半導(dǎo)體激光器的批量化生產(chǎn)。
      實(shí)用新型內(nèi)容
      [0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題,本實(shí)用新型提供了一種錯(cuò)位疊層式光路模塊,本實(shí)用新型的目的還在于提供一種多管芯半導(dǎo)體激光器。
      [0004]本實(shí)用新型公開了一種錯(cuò)位疊層式光路模塊,包括:一個(gè)熱沉模塊和N個(gè)光路單元,其中N為大于等于2的正整數(shù);所述N個(gè)光路單元依次為第一光路單元至第N光路單元;
      [0005]每個(gè)光路單元包括一個(gè)帶輔助熱沉的半導(dǎo)體激光芯片CoS、一個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡和一個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡;
      [0006]所述熱沉模塊的一面呈N+1級(jí)臺(tái)階狀,從高到低依次為第一級(jí)臺(tái)階至第N+1級(jí)臺(tái)階;
      [0007]第i個(gè)光路單元的CoS固定在第i級(jí)臺(tái)階上;第i個(gè)光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡固定在第i+Ι級(jí)臺(tái)階上,其中i從I至N ;
      [0008]每個(gè)光路單元中的快軸準(zhǔn)直透鏡分別固定在各自光路單元中CoS的前端,所述CoS的前端為CoS輸出光束的那一端
      [0009]每個(gè)光路單元中的CoS的輸出光束的光軸、快軸準(zhǔn)直透鏡的光軸和慢軸準(zhǔn)直透鏡的光軸在同一條直線上;
      [0010]每個(gè)光路單元中的CoS的輸出光束只通過光路單元自身的慢軸準(zhǔn)直透鏡;
      [0011]相鄰兩個(gè)CoS的輸出光束的光軸相互平行,且不在同一垂直平面內(nèi)。
      [0012]進(jìn)一步的,當(dāng)N = 2時(shí),所述的錯(cuò)位疊層式光路模塊包括兩個(gè)光路單元;所述的兩個(gè)光路單元分別為第一光路單元和第二光路單元。所述熱沉模塊的一面呈三級(jí)臺(tái)階狀,從高到低依次為第一級(jí)臺(tái)階、第二級(jí)臺(tái)階和第三級(jí)臺(tái)階;
      [0013]所述第一光路單元的CoS固定在所述第一級(jí)臺(tái)階上;所述第一光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡固定在所述第二級(jí)臺(tái)階上;所述第二光路單元的CoS固定在所述第二級(jí)臺(tái)階上;所述第二光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡固定在所述第三級(jí)臺(tái)階上;
      [0014]所述第二光路單元中的CoS的輸出光束的光軸平行于所述第一光路單元中的CoS的輸出光束的光軸,且不在同一垂直平面內(nèi)。
      [0015]進(jìn)一步的,所述熱沉模塊上設(shè)置有兩個(gè)沉孔,用于將所述錯(cuò)位疊層式光路模塊固定到多管芯半導(dǎo)體激光器的臺(tái)階形底板上。
      [0016]進(jìn)一步的,所述第一級(jí)臺(tái)階上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第一側(cè)邊條;
      [0017]所述第一光路單元中的CoS通過所述第一側(cè)邊條定位固定在所述第一級(jí)臺(tái)階上;
      [0018]所述第二級(jí)臺(tái)階上設(shè)置有矩形凸臺(tái);
      [0019]所述矩形凸臺(tái)上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第二側(cè)邊條;
      [0020]所述第二光路單元中的CoS通過所述第二側(cè)邊條定位固定在所述第二級(jí)臺(tái)階的矩形凸臺(tái)上;
      [0021]所述第一光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在所述矩形凸臺(tái)和第三級(jí)臺(tái)階之間;
      [0022]所述的兩個(gè)沉孔,一個(gè)設(shè)置在第一級(jí)臺(tái)階上,另一個(gè)設(shè)置在第二級(jí)臺(tái)階上。
      [0023]進(jìn)一步的,所述第一級(jí)臺(tái)階上設(shè)置有矩形凸臺(tái),為第一矩形凸臺(tái);
      [0024]所述第一矩形凸臺(tái)上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第一側(cè)邊條;
      [0025]所述第一光路單元中的CoS通過所述第一側(cè)邊條定位固定在所述第一級(jí)臺(tái)階的第一矩形凸臺(tái)上;
      [0026]所述第二級(jí)臺(tái)階上設(shè)置有矩形凸臺(tái),為第二矩形凸臺(tái);
      [0027]所述第二矩形凸臺(tái)上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第二側(cè)邊條;
      [0028]所述第二光路單元中的CoS通過所述第二側(cè)邊條定位固定在所述第二級(jí)臺(tái)階的第二矩形凸臺(tái)上;
      [0029]所述第一光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在所述第一級(jí)臺(tái)階和所述第二矩形凸臺(tái)之間,
      [0030]所述的兩個(gè)沉孔,一個(gè)設(shè)置在第一級(jí)臺(tái)階上,另一個(gè)設(shè)置在第二級(jí)臺(tái)階上。
      [0031]進(jìn)一步的,所述錯(cuò)位疊層式光路模塊還包括體布拉格光柵、熱敏電阻、防反片中的一種或多種;所述熱沉模塊采用高導(dǎo)熱率金屬制成。
      [0032]本實(shí)用新型還公開了一種多管芯半導(dǎo)體激光器,包括:臺(tái)階形底板和多個(gè)所述的錯(cuò)位疊層式光路模塊;
      [0033]多個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊分別固定在臺(tái)階形底板的不同臺(tái)階上,每個(gè)固定有錯(cuò)位疊層式光路模塊的臺(tái)階上設(shè)置有至少兩個(gè)固定孔,用于固定錯(cuò)位疊層式光路模塊。
      [0034]進(jìn)一步的,所述臺(tái)階形底板采用高導(dǎo)熱率金屬制成,所述臺(tái)階形底板中相鄰兩個(gè)臺(tái)階的高度差為第一高度差與第一寬度之和;其中:
      [0035]所述第一高度差為每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊中第一光路單元中的CoS和第二光路單元中的CoS的高度差;
      [0036]所述第一寬度為CoS的輸出光束經(jīng)過快軸準(zhǔn)直透鏡后的光束在垂直方向上的寬度。
      [0037]進(jìn)一步的,所述每個(gè)固定有錯(cuò)位疊層式光路模塊的臺(tái)階上設(shè)置有兩個(gè)固定孔,所述兩個(gè)固定孔都為螺紋孔;每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊上的兩個(gè)沉孔與每個(gè)固定有錯(cuò)位疊層式光路模塊的臺(tái)階上的兩個(gè)固定孔的位置相對(duì)應(yīng);
      [0038]所述多個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊分別以螺紋連接的方式固定在臺(tái)階形底板的臺(tái)階上。
      [0039]進(jìn)一步的,還包括:多個(gè)反射鏡、一個(gè)耦合鏡和一條耦合光纖;
      [0040]每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊與兩個(gè)反射鏡相對(duì)應(yīng),且與每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)反射鏡沿對(duì)應(yīng)錯(cuò)位疊層式光路模塊中CoS的輸出光束的傳播方向分別依次垂直固定在所述對(duì)應(yīng)錯(cuò)位疊層式光路模塊所在的臺(tái)階上,且兩個(gè)反射鏡的高度逐漸增高,用于將所述對(duì)應(yīng)錯(cuò)位疊層式光路模塊上的每個(gè)光路單元中的CoS的輸出光束反射至耦合鏡的入射面;
      [0041]所述耦合光纖位于所述耦合鏡的出射面所在的一側(cè),且所述耦合鏡的軸線與所述耦合光纖的軸線位于同一直線上
      [0042]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的技術(shù)效果為:
      [0043]本實(shí)用新型通過將CoS、快軸準(zhǔn)直透鏡和慢軸準(zhǔn)直透鏡集成在同一熱沉模塊上,并且在避免干涉的情況下,將它們?cè)诖怪狈较蚝退椒较蛏虾侠矸植?,組成一個(gè)獨(dú)立的半導(dǎo)體激光單元器件,即錯(cuò)位疊層式光路模塊,從而實(shí)現(xiàn)了多個(gè)光路的模塊化,在垂直方向和水平方向上充分利用了有效空間,從而最大限度的壓縮了占用的空間,在裝調(diào)過程中可以保證很高的工藝重復(fù)性和穩(wěn)定性,簡(jiǎn)化了工人操作,提升生產(chǎn)效率。和自動(dòng)化的耦合設(shè)備相t匕,錯(cuò)位疊層式光路模塊的裝調(diào)具備更多的靈活性,比自動(dòng)化設(shè)備耦合效率更高,并且實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)位疊層式半導(dǎo)體激光器的批量化生產(chǎn),提高了多管芯半導(dǎo)體激光器的空間利用率,解決了不同多管芯產(chǎn)品之間產(chǎn)品組件通用性問題,減少產(chǎn)品在開發(fā)和生產(chǎn)過程中的成本。

      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0044]圖1是本實(shí)用新型中的錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0045]圖2是本實(shí)用新型中的錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例一的俯視圖;
      [0046]圖3是本實(shí)用新型中的錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0047]圖4是本實(shí)用新型中的錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例二的俯視圖;
      [0048]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中的多管芯半導(dǎo)體激光器中臺(tái)階形底板的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0049]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中的多管芯半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0050]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中的多管芯半導(dǎo)體激光器的俯視圖;
      [0051]圖中:錯(cuò)位疊層式光路模塊100、200 ;熱沉模塊101、201 ;帶輔助熱沉的半導(dǎo)體激光芯片CoS102、202 ;快軸準(zhǔn)直透鏡103、203 ;慢軸準(zhǔn)直透鏡104、204 ;第一級(jí)臺(tái)階105、205 ;第二級(jí)臺(tái)階106、206 ;第三級(jí)臺(tái)階107、207 ;第一側(cè)邊條108、208 ;第二側(cè)邊條109、209 ;矩形凸臺(tái)110 ;沉孔112、212 ;電極引線113、213 ;第二矩形凸臺(tái)210 ;第一矩形凸臺(tái)211 ;臺(tái)階形底板300 ;固定孔301 ;反射鏡401 ;耦合鏡402 ;耦合光纖403。

      【具體實(shí)施方式】
      [0052]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
      [0053]本實(shí)用新型公開了一種錯(cuò)位疊層式光路模塊,包括:一個(gè)熱沉模塊和N個(gè)光路單元,其中N為大于或等于2的正整數(shù)#個(gè)光路單元依次為第一光路單元至第N光路單元;每個(gè)光路單元包括一個(gè)帶輔助熱沉的半導(dǎo)體激光芯片CoS、一個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡和一個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡;熱沉模塊的一面呈N+1級(jí)臺(tái)階狀,從高到低依次為第一級(jí)臺(tái)階至第N+1級(jí)臺(tái)階;第i個(gè)光路單元的CoS固定在第i級(jí)臺(tái)階上;第i個(gè)光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡固定在第i+Ι級(jí)臺(tái)階上,其中i從I至N ;每個(gè)光路單元中的快軸準(zhǔn)直透鏡分別固定在各自光路單元中CoS的前端,CoS的前端為CoS輸出光束的那一端每個(gè)光路單兀中的CoS的輸出光束的光軸、快軸準(zhǔn)直透鏡的光軸和慢軸準(zhǔn)直透鏡的光軸在同一條直線上;每個(gè)光路單元中的CoS的輸出光束只通過光路單元自身的慢軸準(zhǔn)直透鏡;相鄰兩個(gè)CoS的輸出光束的光軸相互平行,且不在同一垂直平面內(nèi);每個(gè)光路單元中的CoS的輸出光束經(jīng)過快軸準(zhǔn)直透鏡后的光束在垂直方向上的寬度相等。
      [0054]現(xiàn)以當(dāng)N = 2時(shí),即一種錯(cuò)位疊層式光路模塊,包括:一個(gè)熱沉模塊和兩個(gè)光路單元的實(shí)施例,作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
      [0055]錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例一
      [0056]圖1是本實(shí)用新型中的錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本實(shí)用新型中的錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例一的俯視圖。如圖1和圖2所示,本實(shí)用新型實(shí)施例一公開了一種錯(cuò)位疊層式光路模塊100,包括:一個(gè)熱沉模塊101和兩個(gè)光路單兀;兩個(gè)光路單元分別為第一光路單元和第二光路單元;每個(gè)光路單元包括一個(gè)帶輔助熱沉的半導(dǎo)體激光芯片COS102、一個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡103和一個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡104。熱沉模塊101的一面呈三級(jí)臺(tái)階狀,從高到低依次為第一級(jí)臺(tái)階105、第二級(jí)臺(tái)階106和第三級(jí)臺(tái)階107,這樣設(shè)置可以方便光學(xué)元件的安裝和避免不同光路單元中的光束之間產(chǎn)生干涉,并且有利于散熱,每階臺(tái)階的寬度可以根據(jù)各個(gè)光學(xué)元件的幾何尺寸和它們?cè)谂_(tái)階上的安裝位置確定,臺(tái)階之間的高度差還要根據(jù)具體的情況來確定,以確保兩個(gè)光路單元中的光學(xué)元件之間不會(huì)產(chǎn)生干擾,如某個(gè)光路單元中的CoS的輸出光束不能被某個(gè)光元件所遮擋。
      [0057]第一光路單元的CoS102固定在第一級(jí)臺(tái)階105上,第一光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡104固定在第二級(jí)臺(tái)階106上;第二光路單元的CoS102固定在第二級(jí)臺(tái)階106上,第二光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡104固定在第三級(jí)臺(tái)階107上。
      [0058]第一級(jí)臺(tái)階上105設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第一側(cè)邊條108,側(cè)邊條為條狀突起。第一光路單元中的CoS102通過第一側(cè)邊108條定位固定在第一級(jí)臺(tái)階105上;第二級(jí)臺(tái)階106上設(shè)置有矩形凸臺(tái)110,矩形凸臺(tái)110上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第二側(cè)邊條109 ;第二光路單元中的CoS102通過第二側(cè)邊條109定位固定在第二級(jí)臺(tái)階106的矩形凸臺(tái)110上;第一光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡104設(shè)置在矩形凸臺(tái)110和第三級(jí)臺(tái)階107之間,即第一光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡104位于第二光路單元中的CoS102和第二光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡104之間。
      [0059]熱沉模塊101上設(shè)置有兩個(gè)沉孔112,其中一個(gè)設(shè)置在第一級(jí)臺(tái)階105上,另一個(gè)設(shè)置在第二級(jí)臺(tái)階106上,用于將錯(cuò)位疊層式光路模塊100固定到多管芯半導(dǎo)體激光器中的臺(tái)階形底板上。
      [0060]每個(gè)光路單元中的快軸準(zhǔn)直透鏡103分別固定在各自光路單元中CoS102的前端,CoS102的前端為CoS102輸出光束的那一端;每個(gè)光路單元中的CoS102的輸出光束只通過光路單元自身的慢軸準(zhǔn)直透鏡;每個(gè)光路單元中的快軸準(zhǔn)直透鏡103和慢軸準(zhǔn)直透鏡104都只設(shè)置在該光路單元自身的CoS102的輸出光束的傳播路徑上,可以通過選擇合適尺寸的慢軸準(zhǔn)直透鏡來保證不會(huì)擋住其它光路單元的光束。安裝CoS102、快軸準(zhǔn)直透鏡103和慢軸準(zhǔn)直透鏡104時(shí),可以通過微調(diào)架,使每個(gè)光路單元中的CoS102的輸出光束的光軸、快軸準(zhǔn)直透鏡的光軸和慢軸準(zhǔn)直透鏡的光軸在同一條直線上,這樣可以避免光學(xué)元件的離軸引入光學(xué)相差,造成光束質(zhì)量下降,影響后續(xù)的耦合效率。第二光路單元中的CoS102的輸出光束的光軸平行于第一光路單元中的CoS102的輸出光束的光軸,且不在同一垂直平面內(nèi),第一光路單元中的CoS102和第二光路單元中的CoS102在水平方向上的距離和垂直方向上的距離要保證第一光路單元中的CoS102的輸出光束不能被第二光路單元中的CoS102上的電極引線113遮擋,本實(shí)用新型通過調(diào)整兩個(gè)光路單元在垂直方向的高度差和水平方向上錯(cuò)開的距離,保證每光路單元中的CoS102發(fā)出的光束彼此不干涉,大幅度減少錯(cuò)位疊層式光路模塊在直水平方向上的高度,大大提高了空間利用率。
      [0061]錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例二
      [0062]圖3是本實(shí)用新型中的錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是本實(shí)用新型中的錯(cuò)位疊層式光路模塊實(shí)施例二的俯視圖。如圖3和圖4所示,本實(shí)用新型實(shí)施例
      [0063]實(shí)施例二公開了一種錯(cuò)位疊層式光路模塊200,包括:一個(gè)熱沉模塊201和兩個(gè)光路單元;兩個(gè)光路單元分別為第一光路單元和第二光路單元。每個(gè)光路單元包括一個(gè)帶輔助熱沉的半導(dǎo)體激光芯片CoS202、一個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡203和一個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡204 ;熱沉模塊201的一面呈三級(jí)臺(tái)階狀,從高到低依次為第一級(jí)臺(tái)階205、第二級(jí)臺(tái)階206和第三級(jí)臺(tái)階207,本實(shí)用新型實(shí)施例二中臺(tái)階的作用和臺(tái)階的具體設(shè)計(jì)原則和實(shí)施例一中的相同。
      [0064]第一光路單元的CoS202固定在第一級(jí)臺(tái)階205上;第一光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡204固定在第二級(jí)臺(tái)階206上;第二光路單元的CoS202固定在第二級(jí)臺(tái)階206上;第二光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡204固定在第三級(jí)臺(tái)階207上。
      [0065]第一級(jí)臺(tái)階205上設(shè)置有矩形凸臺(tái),為第一矩形凸臺(tái)211,第一矩形凸臺(tái)211上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第一側(cè)邊條208 ;第一光路單元中的CoS202通過第一側(cè)邊條208定位固定在第一級(jí)臺(tái)階205的第一矩形凸臺(tái)211上。
      [0066]第二級(jí)臺(tái)階上212設(shè)置有矩形凸臺(tái),為第二矩形凸臺(tái)210,第二矩形凸臺(tái)210上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第二側(cè)邊條209 ;第二光路單元中的CoS202通過第二側(cè)邊條209定位固定在第二級(jí)臺(tái)階206的第二矩形凸臺(tái)210上。
      [0067]第一光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡204設(shè)置在第一級(jí)臺(tái)階205和第二矩形凸臺(tái)210之間,即即第一光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡204位于第一光路單元中的CoS202和第二光路單元中的CoS202之間。
      [0068]熱沉模塊201上設(shè)置有兩個(gè)沉孔212,其中一個(gè)設(shè)置在第一級(jí)臺(tái)階205上,另一個(gè)設(shè)置在第二級(jí)臺(tái)階206上,用于將所述錯(cuò)位疊層式光路模塊200固定到多管芯半導(dǎo)體激光器中的臺(tái)階形底板上。
      [0069]本實(shí)用新型實(shí)施例二的每個(gè)光路單元中的快軸準(zhǔn)直透鏡的固定位置與本實(shí)用新型實(shí)施例一中快軸準(zhǔn)直透鏡的固定位置相同。
      [0070]本實(shí)用新型實(shí)施例二中每個(gè)光路單元中的CoS、快軸準(zhǔn)直透鏡和慢軸準(zhǔn)直透鏡的具體的安裝方式和安裝要求與本實(shí)用新型實(shí)施例一中的相同。
      [0071]本實(shí)用新型實(shí)施例二中第一光路單元中的CoS202和第二光路單元中的CoS202在水平方向上的距離和垂直方向上的距離也要保證第一光路單元中的CoS202的輸出光束不能被第二光路單元中的CoS202上的電極引線213遮擋。
      [0072]在本實(shí)用新型實(shí)施例二中,為了節(jié)約慢軸準(zhǔn)直透鏡的成本,第一光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡204還以固定在第一級(jí)臺(tái)階205上。
      [0073]本實(shí)用新型實(shí)施例一和實(shí)施例二中的側(cè)邊條為突起的矩形條,具體的尺寸根據(jù)具體的情況確定,兩個(gè)沉孔的具體位置也可以根據(jù)實(shí)際情況來決定。本實(shí)用新型實(shí)施例一和實(shí)施二例中的錯(cuò)位疊層式光路模塊還包括體布拉格光柵、熱敏電阻、防反片中的一種或多種;熱沉模塊可以采用高導(dǎo)熱率金屬制成。
      [0074]本實(shí)用新型實(shí)施例一和實(shí)施例二中主要的區(qū)別是調(diào)換第一光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡和第二光路單元的CoS的相對(duì)位置,從而變換出多種結(jié)構(gòu),提高了空間利用率。本實(shí)用新型實(shí)施例一和實(shí)施例二還可以增加臺(tái)階的級(jí)數(shù),設(shè)置更多的光路單元,使每個(gè)光路單元在垂直方向和水平方向相互交錯(cuò)分布。
      [0075]以下進(jìn)一步具體描述包括7個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊的多管芯半導(dǎo)體激光器的實(shí)施例。
      [0076]多管芯半導(dǎo)體激光器實(shí)施例
      [0077]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中的多管芯半導(dǎo)體激光器中臺(tái)階形底板的結(jié)構(gòu)示意圖,圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中的多管芯半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖,圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中的多管芯半導(dǎo)體激光器的俯視圖。如圖5— 7所示,本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種多管芯半導(dǎo)體激光器,包括:臺(tái)階形底板300和7個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊100 ;7個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊100分別以螺紋連接的方式固定在臺(tái)階形底板300的不同臺(tái)階上。每個(gè)固定有錯(cuò)位疊層式光路模塊100的臺(tái)階上設(shè)置有至兩個(gè)固定孔301,用于固定錯(cuò)位疊層式光路模塊,兩個(gè)固定孔都為螺紋孔;每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊上的兩個(gè)沉孔112與每個(gè)固定有錯(cuò)位疊層式光路模塊的臺(tái)階上的兩個(gè)固定孔301的位置相對(duì)應(yīng)。
      [0078]臺(tái)階形底板300中所有相鄰兩個(gè)臺(tái)階的高度差都相等;臺(tái)階形底板300中相鄰兩個(gè)臺(tái)階的高度差為第一高度差與第一寬度之和;其中:第一高度差為每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊中第一光路單元中的CoS102和第二光路單元中的CoS102的高度差;第一寬度為一個(gè)CoS102的輸出光束經(jīng)過快軸準(zhǔn)直透鏡后的光束在垂直方向上的寬度。
      [0079]多管芯半導(dǎo)體激光器,還包括:多個(gè)反射鏡401、一個(gè)耦合鏡402和一條耦合光纖403 ;每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊100與兩個(gè)反射鏡401相對(duì)應(yīng),且與每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊100相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)反射鏡401沿對(duì)應(yīng)錯(cuò)位疊層式光路模塊中COS102的輸出光束的傳播方向分別依次垂直固定在對(duì)應(yīng)錯(cuò)位疊層式光路模塊100所在的臺(tái)階上,且兩個(gè)反射鏡401的高度逐漸增高,每個(gè)反射鏡401的反射面和與之相對(duì)應(yīng)的錯(cuò)位疊層式光路模塊100上的快軸準(zhǔn)直透鏡的光軸和慢軸準(zhǔn)直透鏡的光軸所在的直線所成的夾角為45°,用于將對(duì)應(yīng)錯(cuò)位疊層式光路模塊100上的每個(gè)光路單元中的CoS102的輸出光束反射至耦合鏡402的入射面;為保證每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊100中的兩條光束都由各自對(duì)應(yīng)的反射鏡401進(jìn)行反射,反射鏡401的高度要根據(jù)實(shí)際情況來確定。
      [0080]耦合光纖403位于耦合鏡402的出射面所在的一側(cè),且耦合鏡402的軸線與耦合光纖403的軸線位于同一直線上。
      [0081]為了保證良好的散熱性,臺(tái)階形底板300可以采用高導(dǎo)熱率金屬制成,例如:銅。
      [0082]本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中,多管芯半導(dǎo)體激光器的臺(tái)階形底板還可根據(jù)實(shí)施例二中的錯(cuò)位疊層式光路模塊200的具體尺寸來設(shè)計(jì)臺(tái)階形底板中臺(tái)階的高度和固定孔的位置,并將實(shí)施例二中的多個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊200分別固定安裝在臺(tái)階上,組裝成多管芯半導(dǎo)體激光器。每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊200與兩個(gè)反射鏡相對(duì)應(yīng)。相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)反射鏡的高度和位置關(guān)系與包括錯(cuò)位疊層式光路模塊100的多管芯半導(dǎo)體激光器實(shí)施例確定的方法相同。
      [0083]綜上所述,本實(shí)用新型通過將CoS、快軸準(zhǔn)直透鏡和慢軸準(zhǔn)直透鏡集成在同一熱沉模塊上,組成錯(cuò)位疊層式光路模塊,從而實(shí)現(xiàn)了多個(gè)光路的模塊化,在裝調(diào)過程中可以保證很高的工藝重復(fù)性和穩(wěn)定性。通過調(diào)整錯(cuò)位疊層式光路模塊中光路單元之間在垂直方向的高度差和水平方向上錯(cuò)開的距離,充分利用了有效空間,實(shí)現(xiàn)了多芯片半導(dǎo)體激光器的批量化生產(chǎn),提高了多管芯半導(dǎo)體激光器的空間利用率,解決了不同多芯片產(chǎn)品之間多芯片產(chǎn)品組件通用性問題。
      [0084]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
      【權(quán)利要求】
      1.一種錯(cuò)位疊層式光路模塊,其特征在于,包括:一個(gè)熱沉模塊和N個(gè)光路單元,其中N為大于等于2的正整數(shù);所述N個(gè)光路單元依次為第一光路單元至第N光路單元; 每個(gè)光路單元包括一個(gè)帶輔助熱沉的半導(dǎo)體激光芯片CoS、一個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡和一個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡; 所述熱沉模塊的一面呈N+1級(jí)臺(tái)階狀,從高到低依次為第一級(jí)臺(tái)階至第N+1級(jí)臺(tái)階;第i個(gè)光路單元的CoS固定在第i級(jí)臺(tái)階上;第i個(gè)光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡固定在第i+Ι級(jí)臺(tái)階上,其中i從I至N ; 每個(gè)光路單元中的快軸準(zhǔn)直透鏡分別固定在各自光路單元中CoS的前端,所述CoS的前端為CoS輸出光束的那一端; 每個(gè)光路單元中的CoS的輸出光束的光軸、快軸準(zhǔn)直透鏡的光軸和慢軸準(zhǔn)直透鏡的光軸在同一條直線上; 每個(gè)光路單元中的CoS的輸出光束只通過光路單元自身的慢軸準(zhǔn)直透鏡; 相鄰兩個(gè)CoS的輸出光束的光軸相互平行,且不在同一垂直平面內(nèi)。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錯(cuò)位疊層式光路模塊,其特征在于,當(dāng)N= 2時(shí),所述的錯(cuò)位疊層式光路模塊包括兩個(gè)光路單元;所述的兩個(gè)光路單元分別為第一光路單元和第二光路單元;所述熱沉模塊的一面呈三級(jí)臺(tái)階狀,從高到低依次為第一級(jí)臺(tái)階、第二級(jí)臺(tái)階和第三級(jí)臺(tái)階; 所述第一光路單元的CoS固定在所述第一級(jí)臺(tái)階上;所述第一光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡固定在所述第二級(jí)臺(tái)階上;所述第二光路單元的CoS固定在所述第二級(jí)臺(tái)階上;所述第二光路單元的慢軸準(zhǔn)直透鏡固定在所述第三級(jí)臺(tái)階上; 所述第二光路單元中的CoS的輸出光束的光軸平行于所述第一光路單元中的CoS的輸出光束的光軸,且不在同一垂直平面內(nèi)。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錯(cuò)位疊層式光路模塊,其特征在于,所述熱沉模塊上設(shè)置有兩個(gè)沉孔,用于將所述錯(cuò)位疊層式光路模塊固定到多管芯半導(dǎo)體激光器的臺(tái)階形底板上。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錯(cuò)位疊層式光路模塊,其特征在于, 所述第一級(jí)臺(tái)階上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第一側(cè)邊條; 所述第一光路單元中的CoS通過所述第一側(cè)邊條定位固定在所述第一級(jí)臺(tái)階上; 所述第二級(jí)臺(tái)階上設(shè)置有矩形凸臺(tái); 所述矩形凸臺(tái)上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第二側(cè)邊條; 所述第二光路單元中的CoS通過所述第二側(cè)邊條定位固定在所述第二級(jí)臺(tái)階的矩形凸臺(tái)上; 所述第一光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在所述矩形凸臺(tái)和第三級(jí)臺(tái)階之間; 所述的兩個(gè)沉孔,一個(gè)設(shè)置在第一級(jí)臺(tái)階上,另一個(gè)設(shè)置在第二級(jí)臺(tái)階上。
      5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錯(cuò)位疊層式光路模塊,其特征在于, 所述第一級(jí)臺(tái)階上設(shè)置有矩形凸臺(tái),為第一矩形凸臺(tái); 所述第一矩形凸臺(tái)上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第一側(cè)邊條; 所述第一光路單元中的CoS通過所述第一側(cè)邊條定位固定在所述第一級(jí)臺(tái)階的第一矩形凸臺(tái)上; 所述第二級(jí)臺(tái)階上設(shè)置有矩形凸臺(tái),為第二矩形凸臺(tái); 所述第二矩形凸臺(tái)上設(shè)置有一個(gè)側(cè)邊條,為第二側(cè)邊條; 所述第二光路單元中的CoS通過所述第二側(cè)邊條定位固定在所述第二級(jí)臺(tái)階的第二矩形凸臺(tái)上; 所述第一光路單元中的慢軸準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在所述第一級(jí)臺(tái)階和所述第二矩形凸臺(tái)之間; 所述的兩個(gè)沉孔,一個(gè)設(shè)置在第一級(jí)臺(tái)階上,另一個(gè)設(shè)置在第二級(jí)臺(tái)階上。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的錯(cuò)位疊層式光路模塊,其特征在于,所述錯(cuò)位疊層式光路模塊還包括體布拉格光柵、熱敏電阻、防反片中的一種或多種;所述熱沉模塊采用高導(dǎo)熱率金屬制成。
      7.一種多管芯半導(dǎo)體激光器,其特征在于,包括:臺(tái)階形底板和多個(gè)如權(quán)利要求3-5中任一所述的錯(cuò)位疊層式光路模塊; 多個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊分別固定在臺(tái)階形底板的不同臺(tái)階上,每個(gè)固定有錯(cuò)位疊層式光路模塊的臺(tái)階上設(shè)置有至少兩個(gè)固定孔,用于固定錯(cuò)位疊層式光路模塊。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多管芯半導(dǎo)體激光器,其特征在于,所述臺(tái)階形底板采用高導(dǎo)熱率金屬制成,所述臺(tái)階形底板中相鄰兩個(gè)臺(tái)階的高度差為第一高度差與第一寬度之和;其中: 所述第一高度差為每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊中第一光路單元中的CoS和第二光路單元中的CoS的高度差; 所述第一寬度為CoS的輸出光束經(jīng)過快軸準(zhǔn)直透鏡后的光束在垂直方向上的寬度。
      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多管芯半導(dǎo)體激光器,其特征在于,所述每個(gè)固定有錯(cuò)位疊層式光路模塊的臺(tái)階上設(shè)置有兩個(gè)固定孔,所述兩個(gè)固定孔都為螺紋孔;每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊上的兩個(gè)沉孔與每個(gè)固定有錯(cuò)位疊層式光路模塊的臺(tái)階上的兩個(gè)固定孔的位置相對(duì)應(yīng); 所述多個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊分別以螺紋連接的方式固定在臺(tái)階形底板的臺(tái)階上。
      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多管芯半導(dǎo)體激光器,其特征在于,還包括:多個(gè)反射鏡、一個(gè)率禹合鏡和一條稱合光纖; 每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊與兩個(gè)反射鏡相對(duì)應(yīng),且與每個(gè)錯(cuò)位疊層式光路模塊相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)反射鏡沿對(duì)應(yīng)錯(cuò)位疊層式光路模塊中CoS的輸出光束的傳播方向分別依次垂直固定在所述對(duì)應(yīng)錯(cuò)位疊層式光路模塊所在的臺(tái)階上,且兩個(gè)反射鏡的高度逐漸增高,用于將所述對(duì)應(yīng)錯(cuò)位疊層式光路模塊上的每個(gè)光路單元中的CoS的輸出光束反射至耦合鏡的入射面; 所述耦合光纖位于所述耦合鏡的出射面所在的一側(cè),且所述耦合鏡的軸線與所述耦合光纖的軸線位于同一直線上。
      【文檔編號(hào)】H01S5/024GK203951036SQ201420380880
      【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
      【發(fā)明者】楊朝棟, 姜笑塵, 劉瑞, 高燕燕, 何曉光 申請(qǐng)人:北京凱普林光電科技有限公司
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