CN102237632A - 户外用半导体激光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种户外用半导体激光模块，包括：一热沉，其上具有一安装表面；半导体激光器件，固定于该热沉的该安装表面上，并具有正极和负极；柔性电极，分别与该半导体激光器件的该正极和负极连接；壳体上盖，盖合于该热沉上，并与该热沉密封结合成一密封壳体，将所述半导体激光器件密封于其内，且该壳体上盖具有与所述半导体激光器件对准安装的激光窗口，用以透射所述半导体激光器件发出的激光光束；其中，所述柔性电极还伸出于该壳体上盖与该热沉的结合处，用以连接一驱动电源。本发明可使半导体激光器件与环境隔离，以防止半导体激光器件发光表面结露而损坏器件。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光器件在照明领域的应用，本发明也适合于半导体激光器件在户外条件下的其他应用。
背景技术
高功率半导体激光器具有体积小，能量转化效率高的特点，自其发明以来，其输出功率，可靠性不断得到提高。已经被广泛应用到工业，医疗，军事等领域。随着其制造成本的不断降低，半导体激光器的应用已经逐渐延伸到一些民用领域。相对发光二极管而言，半导体激光的亮度可以提高若干倍以上。基于高亮度的性能，半导体激光器在照明领域自然得到重视。
半导体激光器在应用时对环境非常敏感，灰尘，湿度，温度等野外条件对激光器的性能和使用寿命有着极大影响。因此，为最大限度发挥激光器的性能，迫切需要一种适于在野外环境使用的半导体激光模块。
发明内容
本发明的目的是提供一种适于在野外环境下使用的半导体激光模块。
根据本发明的一实施例，本发明提出一种户外用半导体激光模块，其包括：一热沉，其上具有一安装表面；半导体激光器件，固定于该热沉的该安装表面上，并具有正极和负极；柔性电极，分别与该半导体激光器件的该正极和负极连接；壳体上盖，盖合于该热沉上，并与该热沉密封结合成一模块，将所述半导体激光器件密封于其内，且该壳体上盖具有与所述半导体激光器件对准安装的窗口，用以透射所述半导体激光器件发出的激光光束；其中，所述柔性电极还伸出于该壳体上盖与该热沉的结合处，用以连接一驱动电源。
依据本发明的一实施例，该热沉为一长方体的风冷热沉，其由导热材料制成，在所述长方体的底面中间加工有多片散热片。
依据本发明的一实施例，所述热沉的安装表面形成一安装槽结构，其具有一槽底面以及包围于该槽底面四周的周壁，该槽底面中央位置突出形成有一安装台，该安装台上形成有第一安装孔；所述半导体激光器件上设置有与该第一安装孔对应的第二安装孔，并通过螺栓穿过该第二安装孔、第一安装孔而将所述半导体激光器件固定安装于该安装台上。
依据本发明的一实施例，该热沉上还设置有多个第一机械安装孔，与对应设置于该壳体上盖上的第二机械安装孔通过连接件以机械方式紧固安装。
依据本发明的一实施例，所述壳体上盖由导热材料制成的长方槽体，其与该热沉的安装槽结构配合安装。
依据本发明的一实施例，所述柔性电极为10至200微米厚的纯铜材料制作而成，其表面镀金保护本身不生锈和便于焊接。
依据本发明的一实施例，所述柔性电极与所述半导体激光器件的正、负极焊接连接。
依据本发明的一实施例，所述热沉的安装表面对应于所述柔性电极的下方处为非导电材料，且所述上盖在与该柔性电极接触处为电绝缘材料。
依据本发明的一实施例，所述热沉、壳体上盖及柔性电极用密封胶在其接触处密封。
依据本发明的一实施例，所述窗口及伸出的柔性电极分别位于不同侧。
本发明的半导体激光器件安装在风冷热沉上，其产生的热量可由所述风冷热沉散发以保证所述半导体激光器件不致过热而损坏。而且所述半导体激光器件安装在密封壳体内，可以使半导体激光器件与环境隔离，以防止半导体器件发光表面结露而损坏器件。另外，伸出的柔性电极保证可以将电流倒入密封壳体。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为本发明的户外用半导体激光模块的正视图；
图1B为本发明的户外用半导体激光模块的后视图；
图2A为本发明的半导体激光模块中半导体激光器件与热沉安装的分解结构示意图；
图2B是图2A中半导体激光器件安装于热沉上的状态示意图；
图3是本发明的半导体激光模块的壳体上盖与安装好半导体激光器件后的热沉装配前的状态示意图。
具体实施方式
如图1A、1B所示，本发明公开的户外用半导体激光模块100包括有热沉10、壳体上盖20，其中壳体上盖20盖合于该热沉10上并与之密封结合成一密封壳体102。本发明是将一半导体激光器件密封于该密封壳体102内，使器件与外部环境隔离，并通过柔性电极41、42与半导体激光器件相连，该柔性电极41、42进一步伸出于密封壳体102外，用以连接器件驱动电源(图中未示)，从而可以驱动半导体激光器件正常工作。而密封于该密封壳体102内的半导体激光器件所发出的激光光束通过对应设置于壳体上盖20上的窗口23透射出来。较佳的，该窗口23与所述柔性电极41、42分别位于不同侧，如窗口23位于正面一侧，而所述柔性电极41、42位于背面一侧，但可以理解的是，这并非作为对本发明的限制，该窗口23与所述柔性电极41、42的位置可以根据实际需要进行设计。
如图2A所示，在本发明一实施例中，该热沉10如可为一长方体的风冷热沉，其由导热材料制成，并在所述长方体的底面中间加工有多片散热片16，用以加快散热速度。其中，该热沉10上表面为安装表面，其较佳地可形成一安装槽结构11，该安装槽结构11包括一槽底面111以及包围于该槽底面111四周的周壁112。在该槽底面111中央位置突出形成有一安装台12，该安装台12上形成有第一安装孔13。所述半导体激光器件30上设置有与该第一安装孔13对应的第二安装孔33，通过螺栓34穿过该第二安装孔13、第一安装孔33即可将所述半导体激光器件30固定安装于该安装台12上，如图2B所示，清晰地示出了半导体激光器件30固定于该热沉10后的状态。安装后的该半导体激光器件30大致位于热沉10的中央。
图2A中还清晰地示出了该半导体激光器件30的电极，其包括正极31和负极32。如图3所示，在本发明的一较佳实施例中，该柔性电极41、42分别连接至该半导体激光器件30的正极31、负极32，并进一步向外延伸至伸出密封壳体外，以连接驱动电源。在本发明中，所述柔性电极41、42可为10至200微米厚的纯铜材料制作而成，其表面镀金以保护本身不生锈和便于所述柔性电极41、42与所述半导体激光器件的正极31、负极32焊接连接。
如图3所示，在本发明中，所述热沉10的安装表面111对应于所述柔性电极41、42的下方处104为非导电材料，且所述壳体上盖20在与该柔性电极41、42接触处为电绝缘材料。较佳地，所述壳体上盖20可由导热材料制成的长方槽体，其与该热沉的安装槽结构11配合安装，安装后即可构成本发明的半导体激光模块100，如图1A、1B所示。并且，所述热沉10、壳体上盖20及柔性电极41、42用密封胶在其接触处密封，以加强密封性能。更佳地，在所述壳体上盖20与所述热沉10配合安装好后，可以利用密封胶在其结合处进行密封，以进一步加强密封性能。
继续参考图3，在本发明中，在该热沉10上还可以设置有多个第一机械安装孔15，与对应设置于该壳体上盖20上的第二机械安装孔24通过连接件(如螺栓等)以机械方式紧固安装，使热沉10和壳体上盖20的连接更可靠。
通过上述方式封装好的半导体激光模块100如图1A、1B所示，其可通过柔性电极41、42与驱动电源连接，以驱动密封壳体内的半导体激光器件30工作，其中的半导体激光器件30所发出的激光光束可以透过壳体上盖20上的窗口23透射出来，即可以正常工作。所述半导体激光器件30工作时所产生的热量可以通过风冷热沉快速散发以保证器件不致过热而损坏，而热沉上的散热片可进一步使得散热更佳迅速。密封壳体使得其内的半导体激光器件30与外界环境有效隔离，以防止半导体激光器件发光表面结露而损坏器件。
本发明的上述半导体激光模块100不仅可应用于照明领域，也适合于户外条件下的其他应用。并且，在应用时，本发明的半导体激光模块可以最大限度的发挥激光器的性能，并延长了器件的使用寿命。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变型，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种户外用半导体激光模块，其特征在于，包括：
一热沉，其上具有一安装表面；
半导体激光器件，固定于该热沉的该安装表面上，并具有正极和负极；
柔性电极，分别与该半导体激光器件的该正极和负极连接；
壳体上盖，盖合于该热沉上，并与该热沉密封结合成一密封壳体，将所述半导体激光器件密封于其内，且该壳体上盖具有与所述半导体激光器件对准安装的窗口，用以透射所述半导体激光器件发出的激光光束；
其中，所述柔性电极还伸出于该壳体上盖与该热沉的结合处，用以连接一驱动电源。
2.根据权利要求1所述的户外用半导体激光模块，其特征在于，该热沉为一长方体的风冷热沉，其由导热材料制成，在所述长方体的底面中间加工有多片散热片。
3.根据权利要求2所述的户外用半导体激光模块，其特征在于，所述热沉的安装表面形成一安装槽结构，其具有一槽底面以及包围于该槽底面四周的周壁，该槽底面中央位置突出形成有一安装台，该安装台上形成有第一安装孔；所述半导体激光器件上设置有与该第一安装孔对应的第二安装孔，并通过螺栓穿过该第二安装孔、第一安装孔而将所述半导体激光器件固定安装于该安装台上。
4.根据权利要求3户外用半导体激光模块，其特征在于，该热沉上还设置有多个第一机械安装孔，与对应设置于该壳体上盖上的第二机械安装孔通过连接件以机械方式紧固安装。
5.根据权利要求4户外用半导体激光模块，其特征在于，所述壳体上盖由导热材料制成的长方槽体，其与该热沉的安装槽结构配合安装。
6.根据权利要求1～5任一权利要求所述的户外用半导体激光模块，其特征在于，所述柔性电极为10至200微米厚的纯铜材料制作而成，其表面镀金保护本身不生锈和便于焊接。
7.根据权利要求6所述的户外用半导体激光模块，其特征在于，所述柔性电极与所述半导体激光器件的正、负极焊接连接。
8.根据权利要求7所述的户外用半导体激光模块，其特征在于，所述热沉的安装表面对应于所述柔性电极的下方处为非导电材料，且所述壳体上盖在与该柔性电极接触处为电绝缘材料。
9.根据权利要求8所述的户外用半导体激光模块，其特征在于，所述热沉、壳体上盖及柔性电极用密封胶在其接触处密封。
10.根据权利要求9所述的户外用半导体激光模块，其特征在于，所述窗口及伸出的柔性电极分别位于不同侧。
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