本发明涉及光电子学,尤其涉及一种光学半导体器件及装配方法。
背景技术:
1、光学半导体器件是指利用半导体材料的光电学特性来转换、控制和调制光信号的器件,光学半导体器件在光通信、激光器技术、光学成像、光电检测和传感器等领域都发挥着重要作用。常见的光学半导体器件有激光器、光电二极管、光电调制器、光电晶体管等。
2、公告号为cn207884066u的中国专利公开了一种新型的半导体激光器模块,制冷水路设置在各半导体激光器单元的热沉外部的制冷块上,使得各半导体激 光器单元相互独立、互不干涉,在组装时能够直接夹持组装,彻底解决了传统方案中制冷水 路位于热沉上导致的各环组装时,引入过多密封圈及各通水道定位对准难度高的问题。
3、但是上述已公开方案存在如下不足之处:热沉和制冷块之间仅仅是通过环形凹槽夹持限位,缺少精准定位,如热沉可以旋转,不利于后期调整后的重新定位安装,且后期也无法直接将热沉和半导体激光单元整体取下进行检修,还需要打开制冷块才能取出热沉和半导体激光单元。另外,传热仅仅通过接触传热,对半导体激光单元的散热效果不够迅速。
技术实现思路
1、本发明目的是针对背景技术中存在的热沉和制冷块之间缺少精准定位,后期无法在保持制冷块不动的前提下取下热沉和半导体激光单元,且散热不够迅速的问题,提出一种光学半导体器件及装配方法。
2、一方面,本发明提出一种光学半导体器件,包括环状的热沉和设置在热沉内周壁上的多个半导体激光器单元;还包括套在热沉外周壁上的降温筒,设置在热沉上沿热沉径向移动的多组限位散热机构;降温筒内周壁上设置限位孔,限位散热机构沿径向伸出状态下插入对应的限位孔内且与限位孔孔壁接触。
3、优选的,还包括设置在热沉内周面上的多个插槽,配合插入插槽内的插接件,通过插接件固定的连接电极,以及设置在热沉内周面上激光器芯片;连接电极用来实现多个半导体激光器单元的电性连接。
4、优选的,降温筒内设置环形的冷却液通道,冷却液通道位于半导体激光器单元外侧位置处,降温筒上设置两组连接管,连接管与冷却液通道连通,两组连接管与外界冷却液循环装置连接实现冷却液通道内的冷却液循环流动。
5、优选的,限位散热机构包括沿降温筒轴向设置在热沉上的压杆孔,沿降温筒径向设置在热沉上的定位孔,以及分别配合设置在压杆孔和定位孔内的压杆和限位导热筒,压杆向热沉内压过程中,限位导热筒沿径向向外伸出并配合插入限位孔内,限位导热筒外壁与限位孔内壁贴合。
6、优选的,热沉表面设置环形槽,环形槽内配合设置压环,压环与多组压杆端部同时连接,压环上设置多个通孔,环形槽槽底设置多个螺纹孔,螺纹孔与通孔相对,螺纹孔内配合拧入多个螺栓,螺栓穿过压环上的通孔并压紧压环。
7、优选的,压杆和限位导热筒接触端设置相互配合的斜面,通过斜面的接触配合使压杆内压时限位导热筒向外伸出,限位导热筒内配合滑动设置热棒,热棒吸热端位于限位导热筒内,热棒散热端设置球头且球头配合插入限位孔内设置的球形孔内,压杆的斜面上设置凸起,凸起抵住热棒的吸热端将热棒的球头推出限位导热筒。
8、优选的,还包括限位块a、弹簧a、限位块b和弹簧b;限位导热筒内周壁上设置条形槽a,限位块a设置在热棒外壁上,限位块a插入条形槽a内,弹簧a两端分别与限位块a以及条形槽a槽壁连接,弹簧a处于拉伸状态;热沉上设置有与定位孔连通的条形槽b,限位块b设置在限位导热筒外周壁上,限位块b插入条形槽b内;弹簧b两端分别与限位块b以及条形槽b槽壁连接,弹簧b处于拉伸状态。
9、另一方面,本发明提出一种光学半导体器件的装配方法,包括以下步骤:
10、s1、将多个半导体激光器单元安装在热沉上;
11、s2、将热沉插入降温筒内,通过压环带动多组压杆向内挤压,同时转动热沉角度,使多组限位导热筒配合插入多个限位孔内;
12、s3、继续移动压环,使凸起插入限位导热筒内并将热棒向外顶出,使球头配合与球形孔贴合接触;
13、s4、通过两组连接管连通冷却液循环装置,通过循环流动的冷却液带走限位导热筒和热棒传递过来的热量,为半导体激光器单元散热。
14、与现有技术相比,本发明具有如下有益的技术效果:通过多个能够外伸的限位导热筒来完成热沉的精准定位安装,有助于后期检修再安装,且通过限位导热筒和热棒进一步提高散热效率,散热效果好,散热效率高,另外,后期可以在不动降温筒的前提下,取出热沉,方便进行检修。
1.一种光学半导体器件,包括环状的热沉(2)和设置在热沉(2)内周壁上的多个半导体激光器单元(1);其特征在于,还包括套在热沉(2)外周壁上的降温筒(26),设置在热沉(2)上沿热沉(2)径向移动的多组限位散热机构;降温筒(26)内周壁上设置限位孔(24),限位散热机构沿径向伸出状态下插入对应的限位孔(24)内且与限位孔(24)孔壁接触 ; 限位散热机构包括沿降温筒(26)轴向设置在热沉(2)上的压杆孔(7),沿降温筒(26)径向设置在热沉(2)上的定位孔(8),以及分别配合设置在压杆孔(7)和定位孔(8)内的压杆(9)和限位导热筒(14),压杆(9)向热沉(2)内压过程中,限位导热筒(14)沿径向向外伸出并配合插入限位孔(24)内,限位导热筒(14)外壁与限位孔(24)内壁贴合。
2.根据权利要求1所述的光学半导体器件,其特征在于,还包括设置在热沉(2)内周面上的多个插槽(3),配合插入插槽(3)内的插接件(4),通过插接件(4)固定的连接电极(5),以及设置在热沉(2)内周面上激光器芯片(6);连接电极(5)用来实现多个半导体激光器单元(1)的电性连接。
3.根据权利要求1所述的光学半导体器件,其特征在于,降温筒(26)内设置环形的冷却液通道,冷却液通道位于半导体激光器单元(1)外侧位置处,降温筒(26)上设置两组连接管(27),连接管(27)与冷却液通道连通,两组连接管(27)与外界冷却液循环装置连接实现冷却液通道内的冷却液循环流动。
4.根据权利要求3所述的光学半导体器件,其特征在于,热沉(2)表面设置环形槽(13),环形槽(13)内配合设置压环(10),压环(10)与多组压杆(9)端部同时连接,压环(10)上设置多个通孔,环形槽(13)槽底设置多个螺纹孔(11),螺纹孔(11)与通孔相对,螺纹孔(11)内配合拧入多个螺栓(12),螺栓(12)穿过压环(10)上的通孔并压紧压环(10)。
5.根据权利要求4所述的光学半导体器件,其特征在于,压杆(9)和限位导热筒(14)接触端设置相互配合的斜面,通过斜面的接触配合使压杆(9)内压时限位导热筒(14)向外伸出,限位导热筒(14)内配合滑动设置热棒(16),热棒(16)吸热端位于限位导热筒(14)内,热棒(16)散热端设置球头(17)且球头(17)配合插入限位孔(24)内设置的球形孔(25)内,压杆(9)的斜面上设置凸起(15),凸起(15)抵住热棒(16)的吸热端将热棒(16)的球头(17)推出限位导热筒(14)。
6.根据权利要求5所述的光学半导体器件,其特征在于,还包括限位块a(19)、弹簧a(20)、限位块b(22)和弹簧b(23);限位导热筒(14)内周壁上设置条形槽a(18),限位块a(19)设置在热棒(16)外壁上,限位块a(19)插入条形槽a(18)内,弹簧a(20)两端分别与限位块a(19)以及条形槽a(18)槽壁连接,弹簧a(20)处于拉伸状态;热沉(2)上设置有与定位孔(8)连通的条形槽b(21),限位块b(22)设置在限位导热筒(14)外周壁上,限位块b(22)插入条形槽b(21)内;弹簧b(23)两端分别与限位块b(22)以及条形槽b(21)槽壁连接,弹簧b(23)处于拉伸状态。
7.一种根据权利要求6所述的光学半导体器件的装配方法,其特征在于,包括以下步骤: