матрица лазерных диодов
Классы МПК: | |
Автор(ы): | Аполлонов В.В., Бабаянц Г.И., Державин С.И., Кишмахов Б.Ш., Коваль Ю.П., Кузьминов В.В., Машковский Д.А., Прохоров А.М., Смекалин В.П. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество закрытого типа "Энергомаштехника" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-09-30 публикация патента:
10.08.1998 |
Изобретение относится к полупроводниковым лазерам и может быть использовано для эффективной накачки твердотельных лазеров в волоконно-оптической связи, медицине и других областях техники. Технический результат изобретения - повышение плотности и однородности излучения матриц лазерных диодов, обеспечение конструктивной возможности упрощения электрической коммутации линеек диодов. Сущность изобретения: матрица лазерных диодов представляет собой попеременно закрепленные в одну общую конструкцию теплоотводящие пластины и линейки лазерных диодов. Теплоотводящие пластины непосредственно омываются охлаждающей жидкостью. Конструктивно обеспечено последовательное соединение линеек лазерных диодов. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Матрица лазерных диодов, содержащая линейки лазерных диодов, теплообменник и корпус с фланцами для входа и выхода охлаждающей жидкости и с контактами для подключения источника питания, отличающаяся тем, что она изготовлена в виде единой микроканальной конструкции, объединяющей линейки лазерных диодов, теплообменник и корпус и состоящей из набора теплоотводящих пластин толщиной порядка 250 мкм, изготовленных из высокотеплопроводного не проводящего электрический ток материала, между верхними концами которых последовательно и заподлицо установлены и припаяны линейки лазерных диодов, излучающими поверхностями направленные вверх, нижние поверхности которых между теплоотводящими пластинами герметизированы не проводящими электрический ток прокладками, причем теплоотводящие пластины в местах контакта их с поверхностями линеек лазерных диодов покрыты токопроводящими покрытиями толщиной 50 - 200 мкм, а нижние торцы теплоотводящих пластин закреплены и герметизированы с помощью фиксирующей пластины-поддона из не проводящего электрический ток материала, причем обеспечена параллельность между собой всех теплоотводящих пластин, проток охлаждающей жидкости по всем каналам и герметичность единой микроканальной конструкции.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к полупроводниковым лазерам, в частности к конструкциям матриц лазерных диодов. Изобретение может быть использовано для накачки твердотельных лазеров, в волоконно-оптической связи, лазерной обработке материалов, компьютерной технике, мониторинге окружающей среды, медицине. Известны различные одномерные и двухмерные конструкции, объединяющие отдельные лазерные диоды в единый излучатель [1 - 4]. Известно, например, устройство [2], содержащее теплообменник 1 (фиг.1), лазерные диоды (линейки лазерных диодов) 2, припаянные к охлаждаемой плоской поверхности теплообменника, поворотные зеркала 3, направляющие лазерное излучение в требуемом направлении. В известном устройстве обеспечены благоприятные условия для эффективного отвода тепла от активной зоны лазерных диодов. Однако известное устройство не обеспечивает достаточной плотности и однородности лазерного излучения, что не позволяет использовать его для накачки твердотельных лазеров. Наиболее близким к заявляемой матрице лазерных диодов является устройство, предложенное в работе [3]. В известном устройстве лазерные диоды припаяны к боковым вертикальным поверхностям тонких прямоугольных призм 4 (фиг. 2), изготовленным на верхней охлаждаемой поверхности теплообменника 1. Однако известная конструкция не позволяет получить высокую плотность лазерного излучения, т.к. она не обеспечивает удовлетворительного теплоотвода, требовательна к высокой точности расположения отдельных элементов. Лазерные диоды перегреваются и быстро выходят из строя. Известное устройство не технологично в изготовлении. Технической задачей изобретения является повышение плотности и однородности излучения матрицы лазерных диодов, повышение эффективности теплообмена и долговечности работы устройства, обеспечение конструктивной возможности автоматизации процесса сборки на шаблоне и удешевление всей конструкции. Для решения поставленной технической задачи матрица лазерных диодов изготовлена в виде набора теплоотводящих пластин 8 и линеек лазерных диодов 2, которые попеременно скреплены, например спаяны в единую микроканальную конструкцию (фиг. 3). Сборка конструкции осуществлена таким образом, что верхние торцы охлаждающих пластин и излучающих поверхностей линеек лазерных диодов размещены практически в одной плоскости. Теплоотводящие пластины размером 0,02![матрица лазерных диодов, патент № 2117371](/images/patents/354/2117001/183.gif)
![матрица лазерных диодов, патент № 2117371](/images/patents/354/2117001/183.gif)
за счет плотной упаковки матрицы линейками лазерных диодов повышена плотность и однородность лазерного излучения;
за счет улучшения теплоотвода от активной зоны лазерных диодов повышена долговечность работы устройства;
конструктивно обеспечена возможность автоматизации процесса сборки матрицы лазерных диодов на шаблоне, что позволило уменьшить стоимость всего устройства. Сопоставительный анализ предложенной матрицы лазерных диодов с аналогами и с прототипом и анализ других источников информации дает основание считать, что заявляемое устройство находится в соответствии с критерием "новизна". При сравнении формулы изобретения с другими техническими решениями в данной области техники не обнаружено решений, обладающих сходными признаками и решающими аналогичные технические задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень. Стыкуя элементарные ячейки, которые в конкретной реализации использованы 1
![матрица лазерных диодов, патент № 2117371](/images/patents/354/2117001/183.gif)