一種高功率半導體激光器系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于半導體激光器技術領域，具體涉及一種高功率半導體激光器面陣系統。
【背景技術】
[0002]高功率半導體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長等優點，成為新世紀發展快、成果多、學科滲透廣、應用范圍大的核心器件，已廣泛用于激光加工、激光醫療、激光顯示及科學研究領域。
[0003]在激光脫毛應用中常會將多個半導體激光器平行排列組合使用來實現大光斑的半導體激光光源，當多個半導體激光器排列使用時，所產生的疊加光斑中間會產生暗區(參考圖1，3為在工作平面2上產生的暗區)，一方面是因為相鄰的半導體激光器之間存在間隙，該間隙會導致光斑存在暗區；另一方面是因為半導體激光器發出的光斑的光強呈高斯分布，即光強從中心至四周依次遞減，會導致相鄰半導體激光器的光斑之間存在暗區。疊加光斑的暗區會影響光斑均勻性，限制了其在激光醫療領域、側泵和表面加工領域等對光斑均勻性要求較高的應用中的推廣。目前，為了消除上述暗區對光斑質量的影響，通常可以采用光學整形的方法，在半導體激光器的出光方向上加合束鏡、棱鏡、擴束鏡等來實現對光斑質量的優化，達到消除中間暗區的目的。此種方法增加了光學整形模塊，會使系統的體積較大，成本較高。
【實用新型內容】
[0004]為了克服現有技術不足，本發明提供了一種高功率半導體激光器系統，來消除相鄰半導體激光器平行排列組合使用時產生的光斑中間的暗區，優化了光斑的均勻度。具體的技術方案為:
[0005]一種高功率半導體激光器系統包括自下而上依次設置的下通水塊，半導體激光器模塊，上通水塊；所述半導體激光器模塊為多個半導體激光器依次水平排列，且相鄰的兩個半導體激光器呈V型擺放，上述相鄰的兩個半導體激光器發出的兩束激光光束的中心光軸存在交點；所述的相鄰兩個半導體激光器陣擺放的V型角度Θ取值范圍為160° <θ<180°，使相鄰的兩個半導體激光器發出的光束在工作平面上形成的光斑有重疊區域，消除了由于相鄰半導體激光器的間隙導致的中間暗區。
[0006]所述的半導體激光器模塊中的半導體激光器為半導體激光器垂直疊陣，半導體激光器垂直疊陣由多個半導體激光器單元垂直堆疊而成。所述的半導體激光器單元包括制冷片和激光芯片，制冷片包括制冷片主體，所述的制冷片主體為片狀結構，在制冷片主體的一端設有芯片安裝區，所述的激光芯片安裝在芯片安裝區。所述的制冷片材料為高導熱率的金屬材料。
[0007]所述的半導體激光器模塊中的多個半導體激光器的電連接方式為串聯連接。
[0008]所述的半導體激光器垂直疊陣可以為微通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣，也可以為宏通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣，所述的下通水塊內和上通水塊內均設有與半導體激光器垂直疊陣匹配的液體通道。微通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣與宏通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣的主要區別為制冷片結構不同，微通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣使用質量較高的去離子水做為制冷液，宏通道液體制冷型半導體激光器可以使用工業用自來水作為制冷液體。
[0009]所述的宏通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣中的半導體激光器單元采用宏通道型液體制冷片，所述的宏通道型液體制冷片為制冷片主體上分布有貫通制冷片上表面和下表面的通液孔，所述的相鄰的半導體激光器單元的制冷片的通液孔依次連通，構成所述宏通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣的液體制冷通道，所述的制冷片的通液孔直徑為0.3毫米一3毫米。所述宏通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣的液體制冷通道與下通水塊的液體通道，以及上通水塊的液體通道連通。
[0010]所述的微通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣中的半導體激光器單元采用微通道型液體制冷片，所述的微通道型液體制冷片的制冷片主體上設置有入液孔和出液孔，且制冷片內部分布有微小的液體制冷通道，所述的微小的液體制冷通道直徑為0.1毫米一I毫米。所述制冷片內部微小的液體制冷通道與入液孔，出液孔相互連通；所述的多個半導體激光器單元的入液孔相互連通構成微通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣的入液通道，出液孔相互連通構成微通道液體制冷型半導體激光器垂直疊陣的出液通道，所述的入液通道，出液通道與下通水塊的液體通道，以及上通水塊的液體通道連通。
[0011]所述的半導體激光器模塊的兩側分別各設有一塊側板，用于固定半導體激光器模塊；所述的半導體激光器模塊的背部安裝有絕緣塊，絕緣塊上覆有正電極的引出電極和負電極的引出電極。
[0012]本實用新型具有以下優點:
[0013]1.本方案中的高功率半導體激光器系統結構簡單，易于實現，可根據半導體激光器的慢軸發散角調節半導體激光器面陣中的相鄰疊陣的擺放角度，相比增加了光學整形模塊來實現消除暗區的方案，降低了成本；
[0014]2.本方案最終得到的光束質量好，光斑均勻；
[0015]3.本方案的高功率半導體激光器系統在激光醫療的應用中具有優勢，尤其是激光脫毛的應用，可以實現較小的光斑工作距離，并且減小的激光醫療儀器的體積。
【附圖說明】
[0016]圖1為平行排列的相鄰的半導體激光器產生的中間暗斑。
[0017]圖2為本方案的高功率半導體激光器系統的結構圖。
[0018]圖3為本方案中的半導體激光器系統消除中間暗區的原理圖。
[0019]圖4為本方案的高功率半導體激光器系統中的半導體激光器擺放角度說明。
[0020]圖5為本方案的實施例。
[0021]附圖標號說明:1為半導體激光器，2為激光光斑的工作平面，3為中間暗區，4為相鄰半導體激光器擺放角度Θ，5為下通水塊，6為上通水塊，7為半導體激光器模塊，8為側板，9為絕緣塊,10為負電極片，11為正電極片。
【具體實施方式】
[0022]現結合附圖，對本實用新型中的一種高功率半導體激光器系統做進一步說明。圖2為本方案中的高功率半導體激光器系統的結構圖，圖3為本方案中的半導體激光器系統消除中間暗區的原理圖。一種高功率半導體激光器系統包括自下而上依次設置的下通水塊5，半導體激光器模