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专利号: 2021111923496
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-08-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,包括:基座、半导体激光器、增益介质、固定胶、导线、陶瓷绝缘导热垫、金属导热薄片、锁紧螺丝、T型绝缘帽、正电极、负电极、狭缝及布儒斯特角,所述半导体激光器位于基座的上部,其发出的泵浦光通过狭缝被增益介质吸收;半导体激光器相互之间通过导线连接,将两个半导体激光器作为一组泵浦单元,通过选择多组泵浦单元进行侧向交错泵浦;基座与半导体激光器之间有陶瓷绝缘导热垫进行绝缘处理,陶瓷绝缘导热垫的两侧表面分别贴敷金属导热薄片;

所述基座用于承载模块所需的全部元器件;所述半导体激光器作为模块的泵浦源;所述增益介质用于吸收半导体激光器产生的泵浦光;所述固定胶用于将增益介质固定在基座上的圆柱腔内;所述陶瓷绝缘导热垫置于半导体激光器和基座之间,避免发生短路;所述金属导热薄片用于衔接基座、陶瓷绝缘导热垫和半导体激光器,确保相互间好的热传导;所述锁紧螺丝,用于将元器件固定在基座上;所述T型绝缘帽嵌套于锁紧螺丝上,避免锁紧螺丝与半导体激光器之间发生短路;所述正电极和负电极为模块的直流电供电接口。

2.根据权利要求1所述的一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,所述基座包括多个螺钉固定孔、放置增益介质的圆柱腔和圆柱腔两侧宽度相等的狭缝,考虑到半导体激光器发散角的影响,基座上的圆柱腔两侧有一定宽度的狭缝,其缝宽在250~400μm之间;基座的边沿设有限位的倒角。

3.根据权利要求1所述的一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,所述半导体激光器是由单个高功率的bar条或阵列组成,将两个半导体激光器作为一组泵浦单元,通过选择多组单元进行侧向交错泵浦;半导体激光器之间采用串联方式,产生的热量通过基座导走;导线用于连接多个半导体激光器的正电极和负电,支持高电流工作。

4.根据权利要求1所述的一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,所述增益介质的两端被切成布儒斯特角,增益介质选自Nd:YVO4晶体、Nd:YLF晶体、Nd:YAG晶体、Nd:KGW晶体;掺杂Nd离子浓度在0.4%~1.2%之间,布儒斯特角的偏差值小于0.5°;作为侧泵模块的增益介质,增益介质固定于基座上的圆柱腔内,其端面的长轴需保持水平。

5.根据权利要求1所述的一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,所述固定胶选自高温导热透明胶,采用硅胶、聚氨酯导热胶、环氧树脂AB胶、紫外胶。

6.根据权利要求1所述的一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,所述陶瓷绝缘导热垫的材质选自氧化铝、氧化锆、硅酸铝、氮化铝,陶瓷绝缘导热垫呈方形结构,边界有若干个相同直径的螺丝孔,通过锁紧螺丝固定在基座上。

7.根据权利要求1所述的一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,所述金属导热薄片的材料为高热导率的金属或合金材料,厚度范围在0.01~3mm;基于热传导的需要,在基座与陶瓷绝缘导热垫间、半导体激光器与陶瓷绝缘导热垫之间都需要金属导热薄片进行缝隙填充。

8.根据权利要求1所述的一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,所述锁紧螺丝用于固定半导体激光器、陶瓷绝缘导热垫、金属导热薄片在内的元器件,锁紧螺丝还用于精细调节锁紧螺丝扭矩,使半导体激光器发光线与狭缝精准对齐,增加泵浦光的耦合效率。

9.根据权利要求1所述的一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,所述T型绝缘帽嵌套于锁紧螺丝上,能实现水平和垂直两个方向的绝缘功能,避免锁紧螺丝与半导体激光器之间发生短路,其材质可以为塑料、尼龙、橡胶等。

10.根据权利要求1所述的一种集成式半导体激光器侧面泵浦模块,其特征在于,所述正电极和负电极是侧泵模块的供电接口,用于接直流电源,所接电源为电流恒定、电压自适应的连续或脉冲开关电源。