本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體激光技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種二極管泵浦激光模塊封裝裝置。
背景技術(shù):
環(huán)形泵浦模塊是二極管泵浦固體激光系統(tǒng)中至關(guān)重要的組成部分。在環(huán)形泵浦模塊中,二極管模塊繞晶體棒(激光增益介質(zhì))圓周分布的均勻性直接關(guān)系到其泵浦性能。而晶體棒與冷卻器能夠通過(guò)機(jī)械加工保證同軸,因此冷卻器正內(nèi)切面上二極管模塊封裝的均勻性直接影響模塊的泵浦性能。前期二極管模塊完全靠手工封裝,主要存在如下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)二極管模塊中熱沉及陶瓷片固定不牢固、焊料填充困難;
(2)焊接后焊料與冷卻器無(wú)法分離;
(3)沒(méi)有二極管模塊防護(hù)措施,二極管模塊易被碰傷;
(4)操作不方便,封裝效率低;
(5)冷卻器上每個(gè)二極管模塊受力不均勻,使其分布均勻性無(wú)法保證;
(6)對(duì)于較小規(guī)格的泵浦模塊無(wú)法手工封裝。
當(dāng)前亟需一種泵浦用二極管模塊與環(huán)形泵浦模塊冷卻器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)冷卻器)的封裝裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種二極管泵浦激光模塊封裝裝置。
本實(shí)用新型的二極管泵浦激光模塊封裝裝置,其特點(diǎn)是:該裝置包括安裝基座、冷卻器、下壓塊、裝置實(shí)體、O型圈、硅橡膠墊、上壓塊和長(zhǎng)螺釘、二極管模塊;
所述的冷卻器放置在安裝基座的上表面;
所述的裝置實(shí)體為由N個(gè)相同的三棱柱組成的正N邊形體,冷卻器內(nèi)腔為與裝置實(shí)體配裝的正N邊形腔體,安裝基座內(nèi)有與裝置實(shí)體配裝的正N邊形槽,正N邊形腔體、正N邊形槽和正N邊形體的中心軸重合,正N邊形腔體與正N邊形體有均勻的縫隙L1,正N邊形槽與正N邊形體之間有均勻的縫隙L2,L1>L2;正N邊形槽內(nèi)有正N邊形凸臺(tái),正N邊形凸臺(tái)的高度大于正N邊形槽的高度,正N邊形凸臺(tái)向上插入正N邊形腔體與正N邊形體間的縫隙L1;N≥5;
所述的裝置實(shí)體的內(nèi)腔為上下對(duì)稱(chēng)的上錐形腔和下錐形腔,上壓塊為與上錐形腔配裝的錐形塊,下壓塊為與下錐形腔配裝的錐形塊,上壓塊和下壓塊之間貫穿有豎直的長(zhǎng)螺釘,擰緊長(zhǎng)螺釘,上壓塊和下壓塊相向靠近;
所述的下壓塊的下端為圓柱體,安裝基座底部有與正N邊形槽貫通的定位孔,下壓塊的圓柱體與定位孔配裝,下壓塊的圓柱體沉入定位孔后,裝置實(shí)體的下表面與正N邊形凸臺(tái)的上表面的邊緣接觸;
所述的裝置實(shí)體的外表面的上下對(duì)稱(chēng)面纏繞O型圈,裝置實(shí)體的每個(gè)三棱柱的外表面的水平和豎直方向?qū)ΨQ(chēng)分布厚度相同的硅橡膠墊,每個(gè)三棱柱的外表面的豎直對(duì)稱(chēng)中心留有縫隙。
所述的安裝基座的材料為無(wú)氧銅。
所述的裝置實(shí)體的每個(gè)三棱柱外表面的豎直對(duì)稱(chēng)中心刻有豎直方向的線型槽。
所述的縫隙L1和縫隙L2,滿(mǎn)足2 mm≤L1- L2≤4 mm。
本實(shí)用新型的二極管泵浦激光模塊封裝裝置改善了冷卻器上二極管模塊的分布均勻性,提高了晶體棒的泵浦性能,安裝方便快捷,簡(jiǎn)單高效,提升了二極管模塊的安全性,實(shí)現(xiàn)了較小規(guī)格的二極管泵浦激光模塊封裝。本實(shí)用新型的二極管泵浦激光模塊封裝裝置適合在半導(dǎo)體激光模塊制作過(guò)程中使用。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的二極管泵浦激光模塊封裝裝置主視圖;
圖2為本實(shí)用新型的二極管泵浦激光模塊封裝裝置俯視圖;
圖中,1.安裝基座 2.冷卻器 3.下壓塊 4.裝置實(shí)體 5.O型圈 6.硅橡膠墊 7.上壓塊 8.長(zhǎng)螺釘 9.二極管模塊。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型,而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下,還可以做出各種變化、替換和變型,因此同等的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇。
如圖1、2所示,本實(shí)用新型的二極管泵浦激光模塊封裝裝置包括安裝基座1、冷卻器2、下壓塊3、裝置實(shí)體4、O型圈5、硅橡膠墊6、上壓塊7和長(zhǎng)螺釘8、二極管模塊9;
所述的冷卻器2放置在安裝基座1的上表面;
所述的裝置實(shí)體4為由N個(gè)相同的三棱柱組成的正N邊形體,冷卻器2內(nèi)腔為與裝置實(shí)體4配裝的正N邊形腔體,安裝基座1內(nèi)有與裝置實(shí)體4配裝的正N邊形槽,正N邊形腔體、正N邊形槽和正N邊形體的中心軸重合,正N邊形腔體與正N邊形體有均勻的縫隙L1,正N邊形槽與正N邊形體之間有均勻的縫隙L2,L1>L2;正N邊形槽內(nèi)有正N邊形凸臺(tái),正N邊形凸臺(tái)的高度大于正N邊形槽的高度,正N邊形凸臺(tái)向上插入正N邊形腔體與正N邊形體間的縫隙L1;N≥5;
所述的裝置實(shí)體4的內(nèi)腔為上下對(duì)稱(chēng)的上錐形腔和下錐形腔,上壓塊7為與上錐形腔配裝的錐形塊,下壓塊3為與下錐形腔配裝的錐形塊,上壓塊7和下壓塊3之間貫穿有豎直的長(zhǎng)螺釘8,擰緊長(zhǎng)螺釘8,上壓塊7和下壓塊3相向靠近;
所述的下壓塊3的下端為圓柱體,安裝基座1底部有與正N邊形槽貫通的定位孔,下壓塊3的圓柱體與定位孔配裝,下壓塊3的圓柱體沉入定位孔后,裝置實(shí)體4的下表面與正N邊形凸臺(tái)的上表面的邊緣接觸;
所述的裝置實(shí)體4的外表面的上下對(duì)稱(chēng)面纏繞O型圈5,裝置實(shí)體4的每個(gè)三棱柱的外表面的水平和豎直方向?qū)ΨQ(chēng)分布厚度相同的硅橡膠墊6,每個(gè)三棱柱的外表面的豎直對(duì)稱(chēng)中心留有縫隙。
所述的安裝基座1的材料為無(wú)氧銅。
所述的裝置實(shí)體4的每個(gè)三棱柱外表面的豎直對(duì)稱(chēng)中心刻有豎直方向的線型槽。
所述的縫隙L1和縫隙L2,滿(mǎn)足2 mm≤L1- L2≤4 mm。
實(shí)施例1
1a. 將冷卻器2安裝在安裝基座1的上表面;
1b. 用 O型圈5將裝置實(shí)體4捆成一個(gè)正五邊形體,N=5;
1c. 將上壓塊7和下壓塊3安裝在裝置實(shí)體4的內(nèi)腔中,再通過(guò)擰緊長(zhǎng)螺釘8,將裝置實(shí)體4、上壓塊7和下壓塊3固定成一個(gè)裝置模塊;
1d. 將裝置模塊豎直穿入冷卻器2和安裝基座1,下壓塊3下端的圓柱體與安裝基座1底部的定位孔配裝定位,縫隙L1和縫隙L2,滿(mǎn)足L1-L2=2mm;
1e. 將5個(gè)二極管模塊9分別放置在對(duì)應(yīng)的正五邊形凸臺(tái)的上表面;
1f. 繼續(xù)擰緊長(zhǎng)螺釘8,上壓塊7和下壓塊3相向靠近,將組成裝置實(shí)體4的5個(gè)相同的三棱柱向外推擠,直至每個(gè)三棱柱對(duì)應(yīng)壓緊相應(yīng)的二極管模塊9,形成一個(gè)二極管組件;
1g. 在5個(gè)二極管模塊9交界的位置處添加焊料,焊料為銦;
1h. 將二極管組件放入高溫爐,升高高溫爐爐溫,直至銦融化;
1i. 取出二極管組件,常溫冷卻后,拆除裝置模塊,得到五邊形二極管泵浦激光模塊。
實(shí)施例2
實(shí)施例2與實(shí)施例1的實(shí)施方式基本相同,主要區(qū)別在于N=7,L1-L2=2.5mm,得到七邊形二極管泵浦激光模塊。
實(shí)施例3
實(shí)施例3與實(shí)施例1的實(shí)施方式基本相同,主要區(qū)別在于N=9,L1-L2=3mm,得到九邊形二極管泵浦激光模塊。
實(shí)施例4
實(shí)施例4與實(shí)施例1的實(shí)施方式基本相同,主要區(qū)別在于N=11,L1-L2=3mm,得到十一邊形二極管泵浦激光模塊。