本發(fā)明屬于半導體激光技術領域，涉及到一種多激光管二維集成封裝成面光源的裝置。

背景技術：
、

半導體激光器具有體積小、重量輕、轉換效率高、直接電驅動等優(yōu)勢，多個激光管二維集成面光源在光互聯(lián)、激光打印及激光顯示等方面有重要應用。

面發(fā)射半導體激光器輸出激光方向垂直于外延方向，直接通過芯片工藝制備二維面陣，即可實現(xiàn)二維面光源，是實現(xiàn)面光源的最佳方案之一，但受激光單元功率低，輸出波長有限等條件限制，如在需要激光功率高、激光波長特定，如激光顯示，面發(fā)射半導體激光器現(xiàn)階段還不能滿足應用要求。

邊發(fā)射半導體激光器可實現(xiàn)高功率輸出，輸出波長豐富。為了突顯激光顯示的高亮度、高色域、高對比度等特性，除了激光波長要求外，高激光功率及激光消散斑要求也變得非常重要。目前可見光半導體激光管輸出功率在數(shù)百毫瓦至瓦級水平，一般為to封裝形式，為了滿足功率要求，需采用多個激光管集成合束提高輸出功率，同時為了消散斑，也需采用多激光管集成封裝來降低激光的相干性(之前綠光采用全固態(tài)激光器相干性太強，導致顯示圖像散斑大、噪聲多)，因此對多激光管集成封裝變得非常必要。

目前日本日亞公司采用低溫焊料將八個激光管焊接到一個熱沉上的方式實現(xiàn)封裝，這種生產方式對于生產設備精度要求非常高，投入成本也非常大，同時存在對于問題激光管不能更換等問題，不利于激光管的維護和維修。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種多激光管二維集成封裝成面光源的裝置，可同時實現(xiàn)多個激光管的封裝，結構簡單、投入成本小、容易更換問題激光單元，對于快速簡易封裝面光源有重要優(yōu)勢。

本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案如下：

多激光管二維集成封裝成面光源的裝置，該裝置由下自上依次包括：散熱底座、激光二極管、絕緣膜和壓板，所述散熱底座、絕緣膜和壓板皆設置通孔；被封裝兩個電極依次穿過絕緣膜和散熱底座；絕緣膜與激光二極管管座的下表面接觸；壓板從被封裝激光二極管的管帽套入，穿過管座的側表面與其接觸并限位；散熱底座、絕緣膜和壓板緊密固定。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明專利結構具有結構簡單、集成度高、擴展性強、指向補償裝調等優(yōu)點。實現(xiàn)多激光單元快速、簡易地二維集成封裝。

附圖說明

圖1本發(fā)明多激光管二維集成封裝成面光源的裝置示意圖。

圖2a本發(fā)明散熱底座俯視圖圖。

圖2b本發(fā)明散熱底座仰視圖圖。

圖3a激光二極管結構俯視圖圖。

圖3b激光二極管結構仰視圖圖。

圖4a本發(fā)明壓板俯視圖圖。

圖4b本發(fā)明壓板仰視圖圖。

圖5本發(fā)明多激光管二維集成封裝成面光源的實施例裝置示意圖。

圖中：1、散熱底座，11、散熱底座上表面，12、定位銷，13、電極通孔，14、散熱底座下表面，15、電極槽，16、溫度監(jiān)測孔，2、絕緣膜，3、激光二極管，31、管座上表面，32、限位面，33、管座下表面，34、電極，4、壓板，41、壓板下表面，42、定位孔，43、壓板壓面，44、定位凸臺，45、壓板上表面，46、鏡孔，5、鎖緊螺栓和6、準直鏡。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

一種多激光單元二維集成封裝裝置，結構如圖1-5所示，從下往上依次分別為散熱底座1、絕緣膜2、激光二極管3和壓板4，通過鎖緊螺栓5將其鎖緊，實現(xiàn)對多個激光管的二維平面集成封裝。散熱底座1、絕緣膜2和壓板4面積相同，且散熱底座1、絕緣膜2和壓板4均設置排列整齊，位置一一對應的電極通孔13；散熱底座1與壓板4通過設置在四周的定位銷12和定位孔42配合，保證激光二極管3的電極34無接觸地通過散熱底座1的電極通孔13；散熱底座1的上表面11與激光管管座下表面33通過絕緣膜2緊密接觸；被封裝激光二極管3兩個電極34依次穿過絕緣膜2和散熱底座1；壓板4從被封裝激光二極管3的管帽套入，激光二極管3的管座限位面32與壓板4的定位凸臺44緊配合，并通過壓板壓面43緊壓激光二極管3的管座上表面31固定在散熱底座1；

如圖2a和圖2b所示，散熱底座1電極通孔13的直徑大于被封裝激光二極管3兩個電極34的距離，小于被封裝激光二極管3管座的直徑；散熱底座1為高導熱材料加工而成，為了加強散熱特性，散熱面與熱源面緊密接觸，要求散熱底座上表面11和散熱底座下表面14表面光潔度優(yōu)于0.8，散熱底座1對激光二極管3起散熱作用，并提供電極引出接口-電極通孔13，散熱底座1可以為熱傳導中繼，通過散熱底座上表面11將to封裝激光二極管3引出來，散熱底座下表面14將熱導出去，散熱底座1也可以為直接散熱板，內部集成風扇或者水道，直接實現(xiàn)散熱。另外可在散熱底座下表面14加工電極槽15，對激光二極管3進行電驅動連接。散熱底座1設置溫度監(jiān)測孔16，用于實時監(jiān)測激光管3的相對溫度，保證激光管3在合適溫度下工作。

絕緣膜2對to封裝激光二極管3起電絕緣、熱傳導的作用，增加散熱底座上表面11與激光管3的管座下表面33的接觸，絕緣膜2上電極通孔13的直徑等于被封裝激光二極管3兩個電極34外延之間最大的距離；它將激光二極管3與散熱底座1完全絕緣，不讓激光二極管3之間形成共極，提高封裝可靠性，同時絕緣膜2本身材料要求為柔軟的高導熱材料，在保證絕緣前提下，越薄越好，厚度不超過1mm，柔軟特性使它能夠填充激光管底面33與散熱底座上表面11的接觸空隙，提高散熱能力。

激光二極管3指激光出光方向垂直于散熱面并具有限位結構的所有封裝形式的激光管，在此僅以to封裝激光管作為參考來說明本發(fā)明；

如圖4a和圖4b所示，壓板4為to封裝激光二極管3提供定位和緊固作用，同時可在壓板4配做鏡孔46，集成準直鏡6，激光指向可通過準直鏡補償裝調，可實現(xiàn)光軸一致性好的準直激光輸出。壓板4對激光二極管3進行定位，在壓板下表面41，通過to封裝激光管限位面32與壓板定位凸臺44的配合，將激光二極管3限定在壓板4上特定位置；通過壓板定位孔42和散熱底座定位銷12配合，使激光管電極34無接觸地穿過散熱底座電極通孔13，保證激光二極管3與工裝之間的電絕緣性；鎖緊螺栓5穿過壓板4和絕緣膜2，固定在散熱底座1上，通過壓板壓面43擠壓激光二極3管管座上表面31，實現(xiàn)激光二極管3的緊固。

如需要對輸出激光進行準直，可直接在壓板上表面45與激光二極管3一一對應集成鏡孔46，通過裝調準直鏡6，實現(xiàn)準直激光輸出，如圖5所示。

技術特征：

技術總結
多激光管二維集成封裝成面光源的裝置屬于半導體激光技術領域，該裝置由下自上依次包括：散熱底座、絕緣膜、激光二極管和壓板，所述散熱底座、絕緣膜和壓板皆設置通孔；被封裝激光二極管兩個電極依次穿過絕緣膜和散熱底座；絕緣膜與管座的下表面接觸并限位；壓板從被封裝激光二極管的管帽套入，穿過管座的側表面與其接觸并限位；散熱底座、絕緣膜和壓板緊密固定。本發(fā)明結構具有結構簡單、集成度高、擴展性強、指向補償裝調等優(yōu)點。實現(xiàn)多激光單元快速、簡易地二維集成封裝。

技術研發(fā)人員：張俊;彭航宇;寧永強;王立軍
受保護的技術使用者：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
技術研發(fā)日：2016.12.27
技術公布日：2017.08.18