圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器陣列技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有激光顯示和照明領(lǐng)域所用可見光激光光源主要有半導(dǎo)體栗浦固體激光器和半導(dǎo)體激光器兩種。隨著半導(dǎo)體激光器功率不斷提升，半導(dǎo)體栗浦固體激光器所存在的激光散斑高、工作環(huán)境要求苛刻、成本高等缺點愈發(fā)凸顯，故激光源的發(fā)展趨勢越來越趨向于半導(dǎo)體激光器。
[0003]目前，半導(dǎo)體激光器封裝方式主要有單管LD、Bar條和半導(dǎo)體激光器陣列三種形式。其中，單管LD出光功率較低，因而需要靠數(shù)量來彌補單體功率不足的缺點，但是數(shù)量增加的同時也使得散熱問題凸顯；Bar條封裝方式，功率相對較高，但隨著顯示和照明要求的亮度越來越高，Bar條封裝的出光功率還是不能夠較好的滿足實際應(yīng)用；半導(dǎo)體激光器陣列可以在很小的體積內(nèi)集成數(shù)十個發(fā)光芯片，能夠較好地形成數(shù)十瓦的激光輸出，使用起來十分便利，因而運用較為寬泛。但是，上述三種封裝方式均為單色芯片單獨封裝的方式，因半導(dǎo)體激光器在用于顯示領(lǐng)域時，經(jīng)常會遇到需要三色激光同時輸出的場合，從而就涉及到了對三個不同色的激光陣列進行合光的問題，而此過程中會使用到復(fù)雜的光束整形合光光學系統(tǒng)，十分不便。另一方面，現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器陣列大多米用矩形排布方式，雖然矩形排布方式的封裝工藝簡單、電路板排布簡潔，但是，由于所有半導(dǎo)體激光器芯片的快軸均在一個方向上，故在后期整形中就不可避免的需要使用柱面透鏡，從而增加了整形光路的復(fù)雜性，使得后續(xù)處理成本難以降低。
[0004]另外，雖然隨著科技進步，半導(dǎo)體激光器技術(shù)日臻完善，但是半導(dǎo)體激光器在小型化、密集化應(yīng)用的方向上始終難以突破瓶頸，究其原因，應(yīng)當是現(xiàn)有半導(dǎo)體激光器陣列所采用的陣列方式不能夠為集成式激光芯片帶來較佳的工作穩(wěn)定性。
[0005]除上述之外，在半導(dǎo)體激光器具體應(yīng)用的如投影機領(lǐng)域中，在使用激光光源時均需要對其進行勻光處理，以獲得一個光強分布均勻的特定形狀光斑，從而能夠均勻的照射成像芯片?，F(xiàn)有的勻光處理主要有復(fù)眼透鏡組技術(shù)和勻光管技術(shù)，其中，復(fù)眼透鏡組技術(shù)需要較大的準直入射光斑，故激光光源用此勻光技術(shù)沒有優(yōu)勢；而勻光管技術(shù)分為實心光管和空心光管兩類，它們各有優(yōu)缺點。由于現(xiàn)有半導(dǎo)體激光器存在上述的各種缺陷，從而導(dǎo)致勻光管與激光光源匹配時需要對激光光源進行整形、入射角度調(diào)整等操作，因此需要專配一套整形、角度調(diào)整裝置，不僅操作復(fù)雜且成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了能夠克服現(xiàn)有激光器陣列后期整形復(fù)雜的問題，本發(fā)明提供了一種圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列，其包括底座，底座上構(gòu)造有至少一個環(huán)狀的屋脊結(jié)構(gòu)，所述至少一個屋脊結(jié)構(gòu)具有同一中心軸；任一屋脊結(jié)構(gòu)的側(cè)面均中心對稱地設(shè)有半導(dǎo)體激光芯片。
[0008]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，能夠通過中心對稱地設(shè)有半導(dǎo)體激光芯片的方式，使得激光器陣列的輸出光束能夠較佳地呈現(xiàn)圓對稱特性，能夠省去后續(xù)整形所采用的柱面透鏡，從而使得裝配工藝大為簡化、制造成本大為降低。本發(fā)明打破了傳統(tǒng)矩形排布的思維定勢，能夠通過采用例如COS半導(dǎo)體激光芯片進行圓對稱排列，使得雖然單個發(fā)光芯片還保持了 XY方向發(fā)散角差異，但陣列整體發(fā)光方式表現(xiàn)為圓對稱方式，從而使得后期整形光路大為簡潔。
[0009]另外，半導(dǎo)體激光芯片能夠通過同心圓狀的多個屋脊結(jié)構(gòu)設(shè)置在底座上，而每一個屋脊結(jié)構(gòu)上設(shè)置的多個半導(dǎo)體激光芯片均能夠為中心對稱的排布，從而較佳地使得排布后的激光光束參數(shù)在各個方向上對稱。
[0010]作為優(yōu)選，底座內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器用于采集半導(dǎo)體激光芯片的工作溫度并對應(yīng)產(chǎn)生溫度信號。
[0011]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，能夠在底座內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器，從而能夠較佳地實時檢測半導(dǎo)體激光芯片的工作溫度，從而能夠?qū)崟r的對激光器陣列的工作狀態(tài)進行調(diào)整，較好地保證了其工作穩(wěn)定性。
[0012]作為優(yōu)選，底座處設(shè)有電氣接口，電氣接口包括用于向半導(dǎo)體激光芯片供電的供電接口，以及用于讀取溫度信號的數(shù)據(jù)接口。
[0013]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，供電接口能夠有多個，而多個半導(dǎo)體激光芯片能夠?qū)?yīng)供電接口的數(shù)量劃分為多組，其中每一組的半導(dǎo)體激光芯片均能夠串聯(lián)或并聯(lián)連接后與不同的供電接口進行連接，從而使得能夠通過對不同的供電接口進行供電，而使得本發(fā)明的激光器陣列能夠以不同的狀態(tài)進行工作，進而能夠較靈活地運用于實際生產(chǎn)中。
[0014]作為優(yōu)選，底座內(nèi)能夠設(shè)有例如用于固定屋脊結(jié)構(gòu)的基板，基板內(nèi)側(cè)設(shè)有用于安置半導(dǎo)體激光芯片的電路板。
[0015]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，能夠在電路板上方設(shè)置一層基板，基板的設(shè)置使得屋脊結(jié)構(gòu)能夠較佳地固定在底座上，并且能夠較佳地隔離電路板與電路上設(shè)置的半導(dǎo)體激光芯片，從而能夠起到較佳地保護作用。
[0016]作為優(yōu)選，半導(dǎo)體激光芯片與基板共晶焊接。
[0017]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，半導(dǎo)體激光芯片能夠與基板共晶焊接，從而能夠較佳地對半導(dǎo)體激光芯片，保證了半導(dǎo)體激光芯片的工作穩(wěn)定性。
[0018]作為優(yōu)選，半導(dǎo)體激光芯片與電路板金線連接。
[0019]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，半導(dǎo)體激光芯片能夠與電路板金線連接，從而使得半導(dǎo)體激光芯片能夠較佳地與電路板進行電連接。
[0020]作為優(yōu)選，任意相鄰半導(dǎo)體激光芯片間的間距為2?5mm。
[0021]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，任意相鄰半導(dǎo)體激光芯片間的間距能夠為2?5mm，這種設(shè)置在能夠獲得較佳光強、較佳降低底座體積的同時，還能夠較佳地解決相鄰半導(dǎo)體激光芯片間的干涉問題以及散熱問題。
[0022]作為優(yōu)選，任一屋脊結(jié)構(gòu)均構(gòu)造成中心對稱的多邊形。
[0023]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，屋脊結(jié)構(gòu)能夠構(gòu)造成中心對稱的多邊形，從而使得屋脊結(jié)構(gòu)每天側(cè)邊上均能夠較佳地根據(jù)需求設(shè)置一個或多個半導(dǎo)體激光芯片，從而較佳的簡化了裝配工藝。
[0024]作為優(yōu)選，相應(yīng)半導(dǎo)體激光芯片設(shè)置于對應(yīng)屋脊結(jié)構(gòu)的外側(cè)。
[0025]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，半導(dǎo)體激光芯片能夠設(shè)于屋脊結(jié)構(gòu)的外偵U，從而使得每個屋脊結(jié)構(gòu)上的半導(dǎo)體激光芯片能夠較佳的隔離，保證了工作的穩(wěn)定性。
[0026]本發(fā)明的圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列中，通過采用同心環(huán)狀的屋脊結(jié)構(gòu)對半導(dǎo)體激光芯片進行支撐，使得半導(dǎo)體激光芯片便于安裝的同時，還使得能夠通過調(diào)整屋脊結(jié)構(gòu)的環(huán)數(shù)而對整體功率進行較佳地調(diào)整。
[0027]為了能夠克服現(xiàn)有激光器陣列后期合光、整形復(fù)雜的問題，本發(fā)明還提供了一種白光半導(dǎo)體激光器陣列。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的白光半導(dǎo)體激光器陣列，其包括底座，底座上構(gòu)造有至少一個環(huán)狀的屋脊結(jié)構(gòu)，所述至少一個屋脊結(jié)構(gòu)具有同一中心軸；任一屋脊結(jié)構(gòu)的側(cè)面均中心對稱地設(shè)有半導(dǎo)體激光芯片，半導(dǎo)體激光芯片包括紅光半導(dǎo)體激光芯片，綠光半導(dǎo)體激光芯片，以及藍光半導(dǎo)體激光芯片。
[0029]本發(fā)明的白光半導(dǎo)體激光器陣列中，能夠通過在一個陣列中按照一定功率比例同時封裝紅綠藍三色半導(dǎo)體激光芯片，使得一個半導(dǎo)體激光器陣列可以同時或分時輸出RGB激光，經(jīng)過簡單的勻光系統(tǒng)即可較佳地獲得適用于顯示或照明的白光光源，避免了復(fù)雜整形合光系統(tǒng)，使得裝配工藝大為簡化。
[0030]另外，紅綠藍三色半導(dǎo)體激光芯片的排列方式能夠采用上述任一種圓對稱半導(dǎo)體激光器陣列的排布構(gòu)造，從而能夠帶來相同的技術(shù)效果。
[0031]作為優(yōu)選，底座內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器用于采集半導(dǎo)體激光芯片的工作溫度并對應(yīng)產(chǎn)生溫度信號。
[0032]本發(fā)明的白光半導(dǎo)體激光器陣列中，能夠在底座內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器，從而能夠較佳地實時檢測半導(dǎo)體激光芯片的工作溫度，從而能夠?qū)崟r的對激光器陣列的工作狀態(tài)進行調(diào)整，較好地保證了其工作穩(wěn)定性。
[0033]作為優(yōu)選，底座處設(shè)有電氣接口，電氣接口包括用于向半導(dǎo)體激光芯片供電的供電接口，以及用于讀取溫度信