一种微型集成多通道发光可控的半导体激光阵列光源的制作方法

本实用新型属于光电子器件技术领域，更具体的说是涉及一种微型集成多通道发光可控的半导体激光阵列光源。

背景技术：

半导体激光器具有体积小、可靠性高、电光转换效率高等优点。已经广泛应用于科研、工业加工、激光通信、激光雷达、激光照明、国防等各个领域。

现有的半导体激光源或用于激光加工、激光通信、激光测距、或激光泵浦等应用，一般来说功能较为单一，不具有微型集成的特点，无法实现多个通道独立发光且发光强度和发光时序均可调可控。

因此，如何提供一种微型集成多通道发光可控的半导体激光阵列光源是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种微型集成多通道发光可控的半导体激光阵列光源，阵列中的多个通道可以独立发光，其发光强度和发光时序均可以控制。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种微型集成多通道发光可控的半导体激光阵列光源，包括：激光芯片和陶瓷热沉，所述激光芯片的p面设置有多个芯片正电极，多个所述芯片正电极间均设置有隔离槽一，所述激光芯片的n面为一个整体的芯片负电极；所述陶瓷热沉的正面设置有多个焊接区域，多个所述焊接区域间均设置有隔离槽二，多个所述焊接区域分别与多个所述芯片正电极一一对应焊接连接；所述多个焊接区域的两侧分别设置有负电极焊盘，所述负电极焊盘与所述芯片负电极采用金丝键合的方式连接。

优选的，所述焊接区域表面设置有金属焊料区，所述金属焊料区通过电镀或溅射方式加工。

优选的，多个所述焊接区域与多个所述芯片正电极一一对应焊接后的激光正电极通过焊线或引线的方式引出。

优选的，所述隔离槽一的腐蚀深度透过pn结，相邻隔离槽一的间距为0.5mm。

优选的，相邻隔离槽二的间距为0.5mm。

优选的，所述芯片正电极与所述焊接区域均设置有20个。

优选的，还包括散热块，所述陶瓷热沉的背面焊接在所述散热块上。

优选的，所述陶瓷热沉的背面设置有瓷片焊接层，所述陶瓷热沉通过所述瓷片焊接层与所述散热块焊接连接。

优选的，所述散热块上设置有固定孔。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型将激光芯片和陶瓷热沉的焊接连接，焊接过程中多个芯片正电极和多个焊接区域一一对应，激光芯片的隔离槽一与陶瓷热沉的隔离槽二也一一对应的，从而实现了多个通道激光的独立独立发光，其发光强度和发光时序均可以控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的结构示意图。

图2附图为图1的侧视图。

图3附图为图1的俯视图。

图4附图为本实用新型激光芯片的侧视图。

图5附图为本实用新型激光芯片的俯视图。

图6附图为本实用新型陶瓷热沉的侧视图。

图7附图为本实用新型陶瓷热沉的俯视图。

其中，图中：

1-激光芯片；11-芯片正电极；12-芯片负电极；13-隔离槽一；2-陶瓷热沉；21-焊接区域；22-隔离槽二；23-瓷片焊接层；24-负电极焊盘；3-散热块；31-固定孔；4-激光正电极。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅附图1-7，本实用新型提供了一种微型集成多通道发光可控的半导体激光阵列光源，包括：激光芯片1和陶瓷热沉2，激光芯片1的p面设置有20个芯片正电极11，20个芯片正电极11间均设置有隔离槽一13，隔离槽一13是在激光芯片1加工过程中腐蚀实现的，隔离槽一13的腐蚀深度透过pn结，相邻隔离槽一13的间距为0.5mm。激光芯片1的n面为一个整体的芯片负电极12；陶瓷热沉2的正面设置有20个焊接区域21，20个焊接区域21间均设置有隔离槽二22，相邻隔离槽二22的间距为0.5mm，20个焊接区域21分别与20个芯片正电极11一一对应焊接连接；20个焊接区域21的两侧分别设置有负电极焊盘24，负电极焊盘24与芯片负电极12采用金丝键合的方式连接。

本实用新型的半导体激光阵列光源，采用高功率边发射的单bar条作为激光芯片1。激光工作波长可以根据实际需要去选择，通常可选择的波段有785nm，8xxnm系列、9xxnm系列、13xxnm系列、14xxnm和15xxnm系列。单bar条为标准的10mm宽度，单个发光通道周期为0.5mm，共计20个通道。

本实施例中，陶瓷热沉2选择导热率更高的氮化铝瓷片。氮化铝瓷片两面金属化，其中与激光芯片1焊接的面表层覆盖0.6㎜左右的铜层，分成20个独立的焊接区域21，每个焊接区域21表层设置有金属焊料区，金属焊料区通过电镀或溅射方式加工，金属焊料区的长度方向与激光芯片1的腔长方向一致。金属焊料区域大小与激光芯片1的芯片正电极11一一对应，用于陶瓷热沉2与激光芯片1烧结。负电极焊盘24的铜层表面电镀金。

陶瓷热沉2采用双面金属化，焊接激光芯片1的面覆盖一定厚度的铜层，形成20个焊接区域21。铜层表面电镀金，然后在焊接激光芯片1的区域制备金锡焊料，方便做激光芯片1焊接。非焊接激光芯片1的区域不制备焊料，外层依然是金层，便于电极引出。

本实施例中，20个焊接区域21与20个芯片正电极11一一对应焊接后的激光正电极4通过焊线或引线的方式引出，激光正电极4表层无金锡焊料，只有电镀金层，便于后续焊接。负电极焊盘24与芯片负电极12采用金丝键合的方式连接，实现公用负电极引出。这样就完成了20个芯片正电极11和公用负电极的引出，可以连接相应的驱动和控制部分，实现20个发光点的单独控制工作，20个通道的激光可以实现同时工作或时序工作。

本实用新型还包括散热块3，陶瓷热沉2的背面焊接在散热块3上。陶瓷热沉2的背面设置有瓷片焊接层23，陶瓷热沉2通过瓷片焊接层23与散热块3焊接连接。散热块3上设置有固定孔31，在使用过程中通过固定孔31可将散热块3紧固在散热平面上。

本实用新型将激光芯片和陶瓷热沉的焊接连接，焊接过程中多个芯片正电极和多个焊接区域一一对应，激光芯片的隔离槽一与陶瓷热沉的隔离槽二也一一对应的，从而实现了多个通道激光的独立独立发光，其发光强度和发光时序均可以控制，可以在连续电流下工作，也可以在脉冲电流下工作，且重复频率、脉冲宽度、峰值电流等参数均可调节。一个光源就可以兼顾实现激光照明、激光泵浦、激光测距、敌我识别、短距离激光信息传输等应用。

本实用新型专利产品具有20个发光通道，每个通道可以单独调节和单独控制工作模式和工作参数，实现一个光源多种工作方式、多种工作用途的微型化集成。本实用新型中激光芯片采用倒装(p-sidedown)方式封装，具有良好的散热特性。半导体激光阵列光源的驱动控制可以采用集成化设计，减小体积。根据使用需求，可以对阵列光源进行光学整形或光纤耦合处理，使用灵活、方便。

本实用新型可以采用微型透镜阵列或光学系统进行光束整形和处理，也可以采用光学系统处理后，耦合进一定数量的光纤或20根光纤中，实现多个通道光纤输出或20个通道光纤输出。可以根据应用需求，部分通道采用自由空间输出，部分通道采用光纤输出。

本实用新型可以实现一部分发光通道进行激光泵浦工作，一部分发光通道进行激光照明，一部分发光通道进行激光信息传输，可以根据使用情况，任意分配阵列激光的工作用途。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。