圆对称半导体激光器阵列制造技术

本发明专利技术涉及半导体激光器阵列技术领域，具体涉及一种圆对称半导体激光器阵列。其包括底座，底座上构造有至少一个环状的屋脊结构，任意两个屋脊结构的中心轴均重合；任一屋脊结构的侧面均中心对称地设有半导体激光芯片。本发明专利技术通过将半导体激光芯片以圆对称的方式排列，能够较佳地获得具备良好圆对称特性输出激光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体激光器阵列
，具体地说，涉及一种圆对称半导体激光器阵列。
技术介绍
现有激光显示和照明领域所用可见光激光光源主要有半导体泵浦固体激光器和半导体激光器两种。随着半导体激光器功率不断提升，半导体泵浦固体激光器所存在的激光散斑高、工作环境要求苛刻、成本高等缺点愈发凸显，故激光源的发展趋势越来越趋向于半导体激光器。目前，半导体激光器封装方式主要有单管LD、Bar条和半导体激光器阵列三种形式。其中，单管LD出光功率较低，因而需要靠数量来弥补单体功率不足的缺点，但是数量增加的同时也使得散热问题凸显；Bar条封装方式，功率相对较高，但随着显示和照明要求的亮度越来越高，Bar条封装的出光功率还是不能够较好的满足实际应用；半导体激光器阵列可以在很小的体积内集成数十个发光芯片，能够较好地形成数十瓦的激光输出，使用起来十分便利，因而运用较为宽泛。但是，上述三种封装方式均为单色芯片单独封装的方式，因半导体激光器在用于显示领域时，经常会遇到需要三色激光同时输出的场合，从而就涉及到了对三个不同色的激光阵列进行合光的问题，而此过程中会使用到复杂的光束整形合光光学系统，十分不便。另一方面，现有的半导体激光器阵列大多采用矩形排布方式，虽然矩形排布方式的封装工艺简单、电路板排布简洁，但是，由于所有半导体激光器芯片的快轴均在一个方向上，故在后期整形中就不可避免的需要使用柱面透镜，从而增加了整形光路的复杂性，使得后续处理成本难以降低。另外，虽然随着科技进步，半导体激光器技术日臻完善，但是半导体激光器在小型化、密集化应用的方向上始终难以突破瓶颈，究其原因，应当是现有半导体激光器阵列所采用的阵列方式不能够为集成式激光芯片带来较佳的工作稳定性。除上述之外，在半导体激光器具体应用的如投影机领域中，在使用激光光源时均需要对其进行匀光处理，以获得一个光强分布均匀的特定形状光斑，从而能够均匀的照射成像芯片。现有的匀光处理主要有复眼透镜组技术和匀光管技术，其中，复眼透镜组技术需要较大的准直入射光斑，故激光光源用此匀光技术没有优势；而匀光管技术分为实心光管和空心光管两类，它们各有优缺点。由于现有半导体激光器存在上述的各种缺陷，从而导致匀光管与激光光源匹配时需要对激光光源进行整形、入射角度调整等操作，因此需要专配一套整形、角度调整装置，不仅操作复杂且成本较高。
技术实现思路
为了能够克服现有激光器阵列后期整形复杂的问题，本专利技术提供了一种圆对称半导体激光器阵列。根据本专利技术的圆对称半导体激光器阵列，其包括底座，底座上构造有至少一个环状的屋脊结构，所述至少一个屋脊结构具有同一中心轴；任一屋脊结构的侧面均中心对称地设有半导体激光芯片。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，能够通过中心对称地设有半导体激光芯片的方式，使得激光器阵列的输出光束能够较佳地呈现圆对称特性，能够省去后续整形所采用的柱面透镜，从而使得装配工艺大为简化、制造成本大为降低。本专利技术打破了传统矩形排布的思维定势，能够通过采用例如cos半导体激光芯片进行圆对称排列，使得虽然单个发光芯片还保持了XY方向发散角差异，但阵列整体发光方式表现为圆对称方式，从而使得后期整形光路大为简洁。另外，半导体激光芯片能够通过同心圆状的多个屋脊结构设置在底座上，而每一个屋脊结构上设置的多个半导体激光芯片均能够为中心对称的排布，从而较佳地使得排布后的激光光束参数在各个方向上对称。作为优选，底座内部设有温度传感器，温度传感器用于采集半导体激光芯片的工作温度并对应产生温度信号。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，能够在底座内部设置温度传感器，从而能够较佳地实时检测半导体激光芯片的工作温度，从而能够实时的对激光器阵列的工作状态进行调整，较好地保证了其工作稳定性。作为优选，底座处设有电气接口，电气接口包括用于向半导体激光芯片供电的供电接口，以及用于读取温度信号的数据接口。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，供电接口能够有多个，而多个半导体激光芯片能够对应供电接口的数量划分为多组，其中每一组的半导体激光芯片均能够串联或并联连接后与不同的供电接口进行连接，从而使得能够通过对不同的供电接口进行供电，而使得本专利技术的激光器阵列能够以不同的状态进行工作，进而能够较灵活地运用于实际生产中。作为优选，底座内能够设有例如用于固定屋脊结构的基板，基板内侧设有用于安置半导体激光芯片的电路板。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，能够在电路板上方设置一层基板，基板的设置使得屋脊结构能够较佳地固定在底座上，并且能够较佳地隔离电路板与电路上设置的半导体激光芯片，从而能够起到较佳地保护作用。作为优选，半导体激光芯片与基板共晶焊接。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，半导体激光芯片能够与基板共晶焊接，从而能够较佳地对半导体激光芯片，保证了半导体激光芯片的工作稳定性。作为优选，半导体激光芯片与电路板金线连接。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，半导体激光芯片能够与电路板金线连接，从而使得半导体激光芯片能够较佳地与电路板进行电连接。作为优选，任意相邻半导体激光芯片间的间距为2～5mm。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，任意相邻半导体激光芯片间的间距能够为2～5mm，这种设置在能够获得较佳光强、较佳降低底座体积的同时，还能够较佳地解决相邻半导体激光芯片间的干涉问题以及散热问题。作为优选，任一屋脊结构均构造成中心对称的多边形。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，屋脊结构能够构造成中心对称的多边形，从而使得屋脊结构每天侧边上均能够较佳地根据需求设置一个或多个半导体激光芯片，从而较佳的简化了装配工艺。作为优选，相应半导体激光芯片设置于对应屋脊结构的外侧。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，半导体激光芯片能够设于屋脊结构的外侧，从而使得每个屋脊结构上的半导体激光芯片能够较佳的隔离，保证了工作的稳定性。本专利技术的圆对称半导体激光器阵列中，通过采用同心环状的屋脊结构对半导体激光芯片进行支撑，使得半导体激光芯片便于安装的同时，还使得能够通过调整屋脊结构的环数而对整体功率进行较佳地调整。为了能够克服现有激光器阵列后期合光、整形复杂的问题，本专利技术还提供了一种白光半导体激光器阵列。根据本专利技术的白光半导体激光器阵列，其包括底座，底座上构造有至少一个环状的屋脊结构，所述至少一个屋脊结构具有同一中心轴；任一屋脊结构的侧面均中心对称地设有半导体激光芯片，半导体激光芯片包括红光半导体激光芯片，绿光半导体激光芯片，以及蓝光半导体激光芯片。本专利技术的白光半导体激光器阵列中，能够通过在一个阵列中按照一定功率比例同时封装红绿蓝三色半导体激光芯片，使得一个半导体激光器阵列可以同时或分时输出RGB激光，经过简单的匀光系统即可较佳地获得适用于显示或照明的白光光源，避免了复杂整形合光系统，使得装配工艺大为简化。另外，红绿蓝三色半导体激光芯片的排列方式能够采用上述任一种圆对称半导体激光器阵列的排布构造，从而能够带来相同的技术效果。作为优选，底座内部设有温度传感器，温度传感器用于采集半导体激光芯片的工作温度并对应产生温度信号。本专利技术的白光半导体激光器阵列中，能够在底座内部设置温度传感器，从而能够较佳地实时检测半导体激光芯片的工作温度，从而能够实时的对激光器阵列的工作状态进行调整，较好本文档来自技高网...

【技术保护点】
圆对称半导体激光器阵列，其特征在于：包括底座(110)，底座(110)上构造有至少一个环状的屋脊结构(150)；任一屋脊结构(150)的侧面均中心对称地设有半导体激光芯片。

【技术特征摘要】
2015.09.29 CN 20151062966681.圆对称半导体激光器阵列，其特征在于：包括底座(110)，底座(110)上构造有至少一个环状的屋脊结构(150)；任一屋脊结构(150)的侧面均中心对称地设有半导体激光芯片。2.根据权利要求1所述的圆对称半导体激光器阵列，其特征在于：底座(110)内部设有温度传感器，温度传感器用于采集半导体激光芯片的工作温度并对应产生温度信号。3.根据权利要求2所述的圆对称半导体激光器阵列，其特征在于：底座(110)处设有电气接口(140)，电气接口(140)包括用于向半导体激光芯片供电的供电接口，以及用于读取温度信号的数据接口。4.根据权利要求1所述的圆对称半导体激光器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振宇，
申请(专利权)人：北京为世联合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11