激光器的制作方法

1.本技术涉及光电技术领域，特别涉及一种激光器。


背景技术：

2.随着光电技术的发展，激光器被广泛应用。
3.相关技术中，如图1所示，激光器00包括底板001、封装结构002、多个发光芯片003和多个反射棱镜004。需要说明的是，该多个发光芯片和多个反射棱镜可以在垂直纸面的方向上排布，图1为激光器的剖面图，故仅示出了一个发光芯片003和一个反射棱镜004。封装结构002包括底部0021和包围该底部0021的侧壁0022，该底部0021固定在底板001上。该底部0021和侧壁0022围出容置空间，该多个发光芯片003和多个反射棱镜004均贴装于底部0021上，且位于封装结构002的容置空间中。该多个发光芯片003与该多个反射棱镜004一一对应，且每个反射棱镜004位于对应的发光芯片的出光侧。每个发光芯片003射出的激光经过对应的反射棱镜004反射后射出。
4.发光芯片003在发出激光时会产生较多热量，该热量需要及时散发以避免热量聚集对发光芯片003的损伤。相关技术中激光器00中发光芯片003产生的热量的散发效果较差，发光芯片003较容易由于热量聚集而受到损伤，导致激光器00的可靠性较低。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种激光器，可以解决激光器的可靠性较低的问题。所述激光器包括：
6.底板，具有至少一个凹槽；
7.环状的侧壁，位于所述底板上，且包围所述至少一个凹槽；
8.多个发光芯片，位于所述至少一个凹槽中；
9.多个反射棱镜，位于所述底板上，且被所述侧壁包围；所述多个发光芯片和所述多个反射棱镜一一对应，所述反射棱镜位于对应的所述发光芯片的出光侧。
10.本技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
11.本技术提供的激光器中，底板可以具有至少一个凹槽，激光器中的发光芯片可以位于该至少一个凹槽中。如此一来，底板中发光芯片所在部分的厚度较小，发光芯片发出激光时产生的热量向外界的散发路径较短，该热量可以较快地散发，可以降低热量聚集对发光芯片造成损伤的风险，提高了激光器的可靠性。
附图说明
12.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1是相关技术提供的一种激光器的结构示意图；
14.图2是本技术实施例提供的一种激光器的结构示意图；
15.图3是本技术实施例提供的另一种激光器的结构示意图；
16.图4是本技术实施例提供的再一种激光器的结构示意图；
17.图5是本技术实施例提供的又一种激光器的结构示意图；
18.图6是本技术另一实施例提供的一种激光器的结构示意图；
19.图7是本技术另一实施例提供的另一种激光器的结构示意图；
20.图8是本技术另一实施例提供的再一种激光器的结构示意图；
21.图9是本技术另一实施例提供的又一种激光器的结构示意图；
22.图10是本技术再一实施例提供的一种激光器的结构示意图；
23.图11是本技术再一实施例提供的另一种激光器的结构示意图。
具体实施方式
24.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
25.随着光电技术的发展，激光器的应用越来越广泛，如激光器可以用作投影设备的光源，对激光器的可靠性的要求也越来越高。激光器中的发光芯片用于发出激光，发光芯片在发出激光的过程中产生较多的热量。若该热量无法及时散发，则随着发光芯片的温度增高，其阈值电流会增大，光电转换效率会下降，会影响发光芯片的使用寿命，甚至直接导致发光芯片损坏。在激光器长时间工作时，很容易引起发光芯片的引发光学灾变损伤(catastrophic optical damage，cod)。因此，发光芯片发出的热量的及时散发对激光器的可靠性至关重要。目前随着激光器的体积越来越小，需在该较小的激光器中设置较多的发光芯片，对发光芯片产生的热量的散发效果的要求更高。
26.如图1所示，相关技术中，激光器中的发光芯片003位于封装结构002的底部0021上。发光芯片003发出激光时产生的热量需依次通过该底部0021和底板001才能散发至外界，该热量的散发路径较长，热量散发效率较慢。发光芯片003较易因为热量散发不及时而受到损伤，激光器的可靠性较低。本技术实施例中提供了一种激光器，可以缩短发光芯片产生的热量的散发路径，提高热量散发效率，进而降低发光芯片由于热量聚集而受到损伤的风险，提高了激光器的可靠性。
27.图2是本技术实施例提供的一种激光器的结构示意图，图3是本技术实施例提供的另一种激光器的结构示意图，图3为图2的俯视图，图2可以为图3中截面b-b’的示意图。如图2和图3所示，激光器10可以包括底板101，以及位于底板101上的环状的侧壁102、多个发光芯片103以及多个反射棱镜104，且该侧壁102包围该多个发光芯片103以及多个反射棱镜104。
28.底板101可以具有至少一个凹槽a。如该凹槽可以通过刻蚀的方式形成。侧壁102位于底板101上，且包围该至少一个凹槽a，该多个发光芯片103位于该至少一个凹槽a中。图2与图3以底板101仅具有一个凹槽a，该多个发光芯片103排成一行，该多个发光芯片103均位于该凹槽a中为例。该多个发光芯片103与该多个反射棱镜104一一对应，每个反射棱镜104位于对应的发光芯片103的出光侧。发光芯片103可以向对应的反射棱镜104发出激光，反射
棱镜104可以将该激光朝远离底板101的方向(如z方向)反射，进而实现激光器10的发光。
29.需要说明的是，材料对热量的散发效率可以通过热阻反映。热阻r表示单位面积、单位厚度的材料阻止热量流动的能力。r＝l/(k*a)，其中a表示导热面积，单位为平方米(也即m2)；l表示导热路径的长度，单位为米(也即m)；k表示导热物体的导热率。导热率k是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力。材料的导热特性与材料本身的大小、形状、厚度均无关，只是与底板本身的成分有关。同类材料的导热率均相同，并不会因为厚度不同而变化。导热率k＝d/r，d表示材料的厚度。对于同种材料其热阻r与厚度d成正比，即使对于非单一材料，总的趋势也是材料的热阻随材料的厚度增加而增大。
30.本技术实施例中，用于导出发光芯片103产生的热量的物体为底板101，热量通过底板101向外界散发。底板越厚其热阻就越大，进而热量通过底板传导至外界的传导路径越远，热量散发所消耗的时间越多，散热效能也越差。本技术实施例中，底板101上具有凹槽a，底板101中凹槽a所在部分的厚度较小。发光芯片103设置在底板101的凹槽a中，如此发光芯片103发出激光时产生的热量可以沿着凹槽的底部向下传导至外界，该热量的传导路径的长度也即是底板101中凹槽a所在部分的厚度。因此，发光芯片103产生的热量的传导路径较短，可以更快地传导至外界，提高了热量的散发效率，进而可以降低发光芯片在该热量的作用下损坏的风险，提高激光器的可靠性。
31.综上所述，本技术实施例提供的激光器中，底板可以具有至少一个凹槽，激光器中的发光芯片可以位于该至少一个凹槽中。如此一来，底板中发光芯片所在部分的厚度较小，发光芯片发出激光时产生的热量向外界的散发路径较短，该热量可以较快地散发，可以降低热量聚集对发光芯片造成损伤的风险，提高了激光器的可靠性。
32.可选地，请继续参考图2和图3，激光器10还可以包括透光密封层106和准直镜组107，图3未对透光密封层106和准直镜组107进行示意。透光密封层106可以用于密封底板101与侧壁102围出的容置空间。准直镜组107可以包括与激光器中的多个发光芯片103一一对应的多个准直透镜，准直透镜用于对射入的激光进行准直。需要说明的是，对光线进行准直也即是调整光线的发散角度，使光线调整至尽可能接近平行光。发光芯片103发出的激光可以被对应的反射棱镜104反射向透光密封层106，进而透光密封层106可以将该激光透射向准直镜组107中该发光芯片103对应的准直透镜，以被该准直透镜准直后射出。
33.可选地，激光器10还可以包括多个热沉105，该多个热沉105可以与该多个发光芯片103一一对应。每个发光芯片103位于对应的热沉105上，热沉105用于辅助对应的发光芯片103散热。热沉105的材料可以包括陶瓷。示例地，发光芯片103通过对应的热沉105设置在底板101的凹槽a中。如每个热沉105均设置在凹槽a的底面上，发光芯片103设置在对应的热沉105远离凹槽a的底面的表面上，进而实现发光芯片103位于凹槽a中。本技术实施例中的凹槽a可以为矩形槽，也即该凹槽a的底面呈矩形。可选地，该凹槽a也可以为圆形槽、梯形槽或者呈其他形状，仅需保证该凹槽a中足够设置发光芯片103即可，本技术实施例不做限定。
34.图3以底板101仅具有一个凹槽a，发光芯片103排成一行且均位于该凹槽a中为例。图4是本技术实施例提供的再一种激光器的结构示意图，图2所示的激光器的俯视图也可以如图4所示，图2可以为图4所示的激光器的截面b-b’的示意图。如图4所示，激光器10可以包括多个凹槽a，凹槽a的数量可以与发光芯片103的数量相同。该多个凹槽a可以与该多个发光芯片103一一对应，每个发光芯片103位于对应的凹槽a中。
35.可选地，凹槽a的数量也可以少于发光芯片103的数量。示例地，每个凹槽a中可以设置有至少两个发光芯片103，各个凹槽a中设置的发光芯片103的数量可以相等。图5是本技术实施例提供的又一种激光器的结构示意图，图2所示的激光器的俯视图也可以如图5所示，图2可以为图5所示的激光器的截面b-b’的示意图。如图5所示，底板101具有三个凹槽a，每个凹槽a中设置有两个发光芯片103。可选地，各个凹槽a中设置的发光芯片103的数量也可以不相等。
36.又示例地，底板101具有的多个凹槽a中可以存在部分凹槽a中设置至少两个发光芯片103，部分凹槽a中仅设置一个发光芯片103。图6是本技术另一实施例提供的一种激光器的结构示意图，图2所示的激光器的俯视图也可以如图6所示，图2可以为图6所示的激光器的截面b-b’的示意图。如图6所示，底板101具有四个凹槽a，前三个凹槽a中每个凹槽a中设置有两个发光芯片103，最后一个凹槽a中设置有一个发光芯片103。图6以设置有至少两个发光芯片103的凹槽中设置的发光芯片103的数量相同为例，可选地设置有至少两个发光芯片103的凹槽中设置的发光芯片103的数量也可以不同。
37.图2至图6均以激光器10中的多个发光芯片103仅排成一行为例。可选地，激光器10中的多个发光芯片103也可以排布成多行。示例地，图7是本技术另一实施例提供的另一种激光器的结构示意图，图8是本技术另一实施例提供的再一种激光器的结构示意图，图7所示的激光器的俯视图也可以如图8所示，图7可以为图8所示的激光器的截面b-b’的示意图。如图7和图8所示，每行发光芯片103的出光方向均相同，如均沿y方向的反方向发出激光。又示例地，图9是本技术另一实施例提供的又一种激光器的结构示意图，图10是本技术再一实施例提供的一种激光器的结构示意图，图9所示的激光器的俯视图也可以如图10所示，图9可以为图10所示的激光器的截面b-b’的示意图。如图8所示，不同行发光芯片103的出光方向存在差异，如第一行发光芯片103沿y方向发出激光，第二行发光芯片103沿y方向的反方向发出激光。需要说明的是，图7至图10以激光器10中的发光芯片103排成两行，且每行包括七个发光芯片103为例。可选地，激光器10中的发光芯片103也可以排成三行、四行甚至更多行，每行的发光芯片103的数量也可以为四个、五个或者其他数量，本技术实施例不作限定。
38.对于图9和图10所示的激光器，两行发光芯片103对应的两行反射棱镜104位于该两行发光芯片103之间。发光芯片103位于容置空间的边缘区域，反射棱镜104位于容置空间的中间区域，发光芯片103之间的距离较大。由于各个发光芯片103在发出激光时均会产生热量，发光芯片103相距越远热量越不容易积聚，热量散发效率越高。图9和图10所示的激光器中发光芯片103之间的距离较大，因此可以减少各个发光芯片103产生的热量的干扰每个发光芯片103对应的散热面积较大，热量散发效率较高，可以进一步降低发光芯片103在热量的作用下损坏的风险。可选地，图9和10所示的激光器中的两行反射棱镜104也可以由一行反射棱镜代替。如每个反射棱镜具有相对的两个侧面，该两个侧面均为反光面，该两个侧面分别与两个发光芯片相对应，每个发光芯片用于向其对应的侧面发出激光。如该反射棱镜可以呈棱台状，如四棱台状。
39.需要说明的是，底板上设置凹槽使该凹槽所在部分的厚度减小，会一定程度地降低底板的强度。由于底板有一定的强度要求，以保护激光器的容置空间中的部件。为了保证底板的强度较高，可以在保证将发光芯片设置在凹槽中的基础上，尽可能地减小凹槽的面积。示例地，如图2至图10任一所示，本技术实施例中底板101具有的凹槽a中可以仅设置有
热沉105和发光芯片103，而反射棱镜104位于凹槽a之外。可选地，反射棱镜104也可以设置在凹槽a中，本技术实施例未对此种方式进行示意。
40.下面结合附图对底板101的凹槽a、发光芯片103与反射棱镜104进行介绍。
41.反射棱镜104中与发光芯片103相对的面可以为反光面，发光芯片103射出的激光可以被该反光面反射。可选地，反射棱镜104中与发光芯片103相对的表面可以镀有反射膜，以形成该反光面。反射棱镜104的反光面与底板101的板面的夹角可以为锐角，进而保证将发光芯片103发出的激光朝远离底板101的方向反射。需要说明的是，底板101大致呈板状结构，板状结构可以包括两个相对且较大的表面，以及连接该两个表面的多个较小的侧面，底板101的板面可以指该较大的表面。底板101的板面可以指底板101中用于固定反射棱镜104的表面。反射棱镜104中与底板101固定的表面为反射棱镜104的底面，该反光面与底板101的板面的夹角等同于该反光面与反射棱镜104的底面的夹角。示例地，反射棱镜104的反光面与底板101的板面的夹角可以为45度。可选地，如图2和3所示，反射棱镜104的侧面可以呈直角梯形。可选地，反射棱镜104的侧面也可以呈直角三角形，或者锐角三角形，或者其他形状，本技术实施例不做限定。
42.发光芯片103可以呈长方体状，激光从发光芯片103与对应的反射棱镜104相对的端面射出，该端面垂直底板101的板面。该端面中实际射出激光的出光区可以呈长方形，如该长方形的长可以大于10微米，如可以为200微米，宽可以约为1微米。该长方形的出光区的长度方向可以平行于底板101的板面，宽度方向可以垂直于底板101的板面。本技术实施例中将长方形的出光区中靠近热沉105的边称为出光区的底边，将长方形的出光区中远离热沉105的边称为出光区的顶边。
43.由于发光芯片103的出光区射出的激光需射向反射棱镜104的反光面，故该出光区可以高于反射棱镜104的底面。需要说明的是，出光区高于反射棱镜104的底面也即是在垂直底板101的板面的方向(如图2中的z方向)上，发光芯片103的出光区相对于对应的反射棱镜104的底面远离底板101。此种出光区与反射棱镜104的底面的关系中，出光区与该反射棱镜104的底面的高低比较，可以指出光区的中心点、底边或者顶边与反射棱镜104的底面的比较。可选地，在平行底板101的板面的方向(如图2中的y方向)上，该出光区也可以与反射棱镜104的底面平齐。此种出光区与反射棱镜104的底面的关系中，出光区与该反射棱镜104的底面的高低比较，可以指出光区的中心点或者顶边与反射棱镜104的底面的比较。
44.可选地，底板101具有的凹槽a的深度可以小于或等于0.5毫米。示例地，由于发光芯片103位于对应的热沉105上，故凹槽a的深度可以小于或等于热沉105的厚度，以保证发光芯片103可以突出凹槽a，进而将激光射向凹槽外的反射棱镜104。热沉105的厚度可以为0.5毫米，或大致为0.5毫米。该凹槽的深度小于或等于0.5毫米，可以保证发光芯片103的出光区与反射棱镜104的底面平齐，或者高于反射棱镜104的底面，进而保证出光区射出的激光可以射向反射棱镜104的反光面。
45.进一步地，该凹槽a的深度也可以小于或等于0.2毫米。示例地，图11是本技术再一实施例提供的另一种激光器的结构示意图。如图11所示，反射棱镜101的反光面与底面的连接处具有倒角，如该连接处呈弧形。如此在将反射棱镜104通过粘贴剂固定在底板101上时，该粘贴剂可以先扩散至连接处，而并不会直接扩散至反光面，避免对反光面的反光效果的影响。并且，底面与反光面的连接处呈弧形，可以反射棱镜104与粘贴剂的接触面积，提高反
射棱镜104的粘贴可靠性。另外，还可以降低反射棱镜104在固定在底板101上之前，由于底面与反光面的连接处较尖锐导致被磕碰损坏的风险。示例地，该连接处在垂直底板101的板面的方向上的高度为0.3毫米或大致为0.3毫米。由于热沉105的高度约为0.5毫米，故将凹槽a的深度小于或等于0.2毫米可以保证热沉105上的发光芯片103发出的激光射向反射棱镜104的反光面。
46.发光芯片103发出的激光具有一定的发散角度，为了减少发光芯片103发出的激光的浪费，可以缩短发光芯片103与对应的反射棱镜104的间距。示例地，相关技术中发光芯片103与对应的反射棱镜104的间距范围为400微米～800微米，本技术实施例中发光芯片103与对应的反射棱镜104的间距范围可以为200微米～400微米。需要说明的是，发光芯片103与对应的反射棱镜104的间距指的是在平行底板的板面的方向上，发光芯片103与反射棱镜104之间的间隙的长度，也即是发光芯片103与反射棱镜104中相互靠近的两端的最小距离。
47.可选地，本技术实施例中的激光器为陶瓷封装类型的激光器。底板101的材质可以包括陶瓷，底板101的厚度范围可以为1毫米～2毫米。陶瓷材料具有良好的绝缘性和更高的热导率，且更耐高温和腐蚀，因此采用陶瓷材料作为激光器中的底板可以有利于发光芯片产生的热量的较快散发，保证激光器的可靠性。
48.本技术实施例中的激光器也可以为多芯片激光二极管(multi_chip laser diode，mcl)型的激光器。底板101的材质可以包括金属，底板101的厚度范围为1毫米～4毫米。如该底板101的厚度范围为1毫米～2毫米或者3毫米～4毫米。示例地，底板101的材质可以包括铜，如无氧铜。可选地，底板101的材料也可以包括铝、氮化铝和碳化硅中的一种或多种。
49.可选地，本技术实施例中侧壁102的材质可以包括陶瓷。该侧壁的材料也可以为金属，或者可伐材料，本技术实施例不做限定。
50.综上所述，本技术实施例提供的激光器中，底板可以具有至少一个凹槽，激光器中的发光芯片可以位于该至少一个凹槽中。如此一来，底板中发光芯片所在部分的厚度较小，发光芯片发出激光时产生的热量向外界的散发路径较短，该热量可以较快地散发，可以降低热量聚集对发光芯片造成损伤的风险，提高了激光器的可靠性。
51.需要指出的是，应当理解，本技术中术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。本技术中术语“a和b的至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和b的至少一种，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本技术中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。“大致”、“约”、“基本”以及“接近”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
52.以上所述仅为本技术的可选实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和
原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。