半導體二極體泵浦的組合晶體式的雷射器結構的製作方法

2023-05-25 03:41:21

專利名稱：半導體二極體泵浦的組合晶體式的雷射器結構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於半導體二極體泵浦全固態雷射器技術領域，涉及帶有組合晶體的雷射器結構。
背景技術：
隨著雷射晶體與倍頻晶體膠合而成為組合晶體的工藝逐漸成熟及批量化生產，如何使用這種組合晶體使在生產雷射器中既簡單方便、造價低，又能滿足質量要求是雷射器結構設計面臨的主要問題。對於泵浦源為雷射二極體，目前有幾種結構形式一種為在泵浦源與雷射晶體之間加入光學耦合元件，使泵浦源發出的泵浦光能耦合到雷射晶體中，這需要前後精細調整組合晶體或光學耦合元件達到最佳位置，這是目前最普遍的採用形式；另一種將雷射晶體直接靠近泵浦源(近貼式泵浦)，但雷射晶體與泵浦源的兩表面之間應保持一定距離，過近容易傷及泵浦源及雷射晶體表面，過遠將影響泵浦效率及光斑形狀，儘管較之前一種少了光學耦合元件，但調整難度也更大。
本實用新型的詳細內容為了解決上述已有技術近貼式泵浦雷射晶體與雷射二極體兩表面之間距離調整難度過大、不能連續調整雷射輸出功率、輸出雷射功率不穩及多橫模、成本高的問題，本實用新型的目的在於將提出一種新的結構，使得結構更簡單、調整更方便、體積更小、輸出雷射模式及功率穩定良好(TEM00)的半導體二極體泵浦的組合晶體式雷射器結構。
本實用新型的創造內容本實用新型的結構一如圖1所示壓圈1、雷射二極體2、組合晶體3、晶體座4、雷射器主體5、窗口帽6，將雷射二極體2放入雷射器主體5內並用壓圈1固定；將組合晶體3放入具有凹槽的晶體座4內，使組合晶體3中雷射晶體的表面與晶體座4的端面在一個平面內並固定連接；窗口帽6與雷射器主體5輸出光埠處固定連接；要求所用雷射二極體2的出光面略低於其熱沉的端面5～50μm；將晶體座4放入雷射器主體5內，晶體座4在雷射器主體5內滑動連接，使組合晶體3中雷射晶體的表面靠在雷射二極體2的熱沉的端面並且兩者固定連接。
結構二壓圈1、雷射二極體2、組合晶體3、晶體座4、雷射器主體5、窗口帽6、套筒7，將雷射二極體2放入雷射器主體5內並用壓圈1固定；將組合晶體3放入具有凹槽的晶體座4內，使組合晶體3中雷射晶體的表面與晶體座4的端面在一個平面內並固定連接；窗口帽6與雷射器主體5固定連接；要求所用雷射二極體2的出光面略低於其熱沉的端面5～50μm；將晶體座4放入雷射器主體5內，晶體座4在雷射器主體5內滑動連接，使組合晶體3中雷射晶體的表面靠在雷射二極體2的熱沉的端面並且兩者固定連接，將晶體座4放入套筒7內，晶體座4在套筒7內滑動連接；將套筒7放入雷射主體5內，套筒7與雷射器主體5的最大間隙小於組合晶體3有效通光面對角線的一半，套筒7與雷射器主體5固定連接。
雷射器的動態工作過程結構一當雷射二極體在工作電流情況下，輕輕將晶體座推入雷射器主體內，使組合晶體的表面靠在雷射二極體的熱沉的頂部，輕輕旋轉晶體座，輸出雷射功率在最小和最大之間連續變化，即可得到所需要的雷射功率。結構二由於組合晶體膠合面處並非完全理想，當光通過有缺陷處時會出現功率不穩定，多橫模。利用套筒既可以使組合晶體相對雷射二極體發光面平移，找到最佳位置，又可以使組合晶體中的雷射晶體表面自如地定位。
本實用新型優點或積極效果1、由於組合晶體中雷射晶體僅與雷射二極體的熱沉的端面接觸，使雷射二極體發光晶片低於其熱沉的端面，而不觸及雷射二極體發光晶片有效地利用了雷射二極體的結構特性，這樣即可以使組合晶體起到定位作用，又可以不傷及組合晶體中的雷射晶體和雷射二極體發光晶片表面，因此，解決了近貼式泵浦定位的難題。
2、利用晶體座既可以對組合晶體起到散熱作用，又有效地利用了雷射二極體結構，可以使組合晶體相對於雷射二極體在雷射器主體內縱向定位，同時可轉動晶體座。當泵浦光功率一定時，轉動晶體座即可連續調整雷射輸出功率，這是其它雷射器難以得到的。
3、針對有部分缺陷膠合的組合晶體，利用套筒結構，既保證了結構一的特性，又解決輸出雷射功率不穩及多橫模問題，這也是本設計結構的獨特之處。
由於採用了近貼式泵浦，又解決了在裝配中組合晶體難以定位的問題，同時對各個元件不用螺釘固定，整個結構只有6～7個元器件，因此，生產過程中利於安裝及拆卸，該操作更加方便，有利於規模化生產。
本實用新型提供半導體二極體泵浦的組合晶體式雷射器結構更簡單緊湊、調整更方便、體積更小、重量輕、便於攜帶、低成本、輸出雷射模式(TEM00)及功率穩定良好，具有廣泛的應用。適合於中小、及微型雷射器的產業化生產。


圖1是本實用新型雷射器結構一的結構示意圖圖2是本實用新型雷射器結構二的結構示意圖具體實施方式
主要有以下兩種形式在結構一的實施例見圖1，包括壓圈1、雷射二極體2、組合晶體3、晶體座4、雷射器主體5、窗口帽6。
壓圈1、晶體座4、雷射器主體5、窗口帽6的本體可以採用導熱性能良好的金屬材料製成，如銅、鋁等；雷射二極體2採用無封裝雷射二極體(型號為TO-5或TO-18)作為泵浦光源；組合晶體3由雷射晶體和倍頻晶體組成並採用膠合方式固定連接，雷射晶體的表面靠在雷射二極體2的熱沉的端部並用低揮髮膠固定即可；晶體座4製成圓柱體，採用迴轉體式的晶體座；窗口帽6含有本體和濾光片。組合晶體2膠粘在晶體座4內，壓圈1將雷射二極體2固定在雷射器主體5內，晶體座4與雷射器主體5由低揮發高強度樹脂膠固定，窗口帽6與雷射器主體5的輸出光埠處過盈連接。所用雷射二極體2的出光面可低於其熱沉端面5μm或15μm、25μm、30μm或50μm。
在結構二的實施例見圖2，包括壓圈1、雷射二極體2、組合晶體3、晶體座4、雷射器主體5、窗口帽6、套筒7，壓圈1、雷射二極體2、組合晶體3、晶體座4、雷射器主體5、窗口帽6可採用的部件與實施例1相同。套筒7可採用可以採用導熱性能良好的金屬材料製成，如銅、鋁等。晶體座4與套筒7及套筒7與雷射器主體5分別由低揮發高強度樹脂膠固定，所用雷射二極體2的出光面可分別低於其熱沉的端面5μm或15μm、25μm、30μm或50μm。
權利要求1.半導體二極體泵浦的組合晶體式的雷射器結構，壓圈(1)、雷射二極體(2)、組合晶體(3)、晶體座(4)、雷射器主體(5)、窗口帽(6)，將雷射二極體(2)放入雷射器主體(5)內並用壓圈(1)固定；將組合晶體(3)放入具有凹槽的晶體座(4)內，使組合晶體(3)中雷射晶體的表面與晶體座(4)的端面在一個平面內並固定連接；窗口帽(6)與雷射器主體(5)的輸出光埠處固定連接，其特徵在於要求所用雷射二極體(2)的出光面略低於其熱沉的端面5～50μm；將晶體座(4)放入雷射器主體(5)內，晶體座(4)在雷射器主體(5)內滑動連接，使組合晶體(3)中雷射晶體的表面靠在雷射二極體(2)的熱沉的端面並且兩者固定連接。
2.半導體二極體泵浦的組合晶體式的雷射器結構，壓圈(1)、雷射二極體(2)、組合晶體(3)、晶體座(4)、雷射器主體(5)、窗口帽6，將雷射二極體(2)放入雷射器主體(5)內並用壓圈(1)固定；將組合晶體(3)放入具有凹槽的晶體座(4)內，使組合晶體(3)中雷射晶體的表面與晶體座(4)的端面在一個平面內並固定連接；窗口帽(6)與雷射器主體(5)固定連接，其特徵在於還包括套筒(7)要求所用雷射二極體(2)的出光面略低於其熱沉的端面5～50μm；將晶體座(4)放入雷射器主體(5)內，晶體座(4)在雷射器主體(5)內滑動連接，使組合晶體(3)中雷射晶體的表面靠在雷射二極體(2)的熱沉的端面並且兩者固定連接，將晶體座(4)放入套筒(7)內，晶體座(4)在套筒(7)內滑動連接；將套筒(7)放入雷射主體(5)內，套筒(7)與雷射器主體(5)的最大間隙小於組合晶體(3)有效通光面對角線的一半，套筒(7)與雷射器主體(5)固定連接。
專利摘要本實用新型半導體二極體泵浦的組合晶體式的雷射器結構，包括壓圈1、雷射二極體2、組合晶體3、晶體座4、雷射器主體5、窗口帽6、套筒7。利用雷射二極體的結構特性使組合晶體起定位作用，不傷及雷射晶體和激二極體發光晶片表面，解決了近貼式泵浦定位的難題。當泵浦光功率一定時，轉動晶體座即可連續調整雷射輸出功率。利用套筒既保證了結構一的特性，又解決輸出雷射功率不穩及多橫模問題。生產過程中利於安裝及拆卸。本實用新型結構更簡單緊湊、調整更方便、體積更小、重量輕、便於攜帶、低成本、輸出雷射模式(TEM
文檔編號H01S3/00GK2717073SQ20042001213
公開日2005年8月10日 申請日期2004年6月23日 優先權日2004年6月23日
發明者姜耀亮 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所