專利名稱：采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光裝置。
背景技術(shù)：
CRT是一種是用陰極射線管的顯示器，其主要由玻璃罩、電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈、應(yīng)激面板。應(yīng)激面板上涂覆有熒光涂層。CRT的工作原理為電子槍陰極發(fā)出電子束，經(jīng)強度控制、聚焦和加速后變成細小的電子流，再經(jīng)過偏轉(zhuǎn)線圈的作用向正確目標偏離，轟擊到涂覆有熒光涂層的應(yīng)激面板上。這時熒光涂層被啟動，就發(fā)出光線來。傳統(tǒng)的CRT技術(shù)被用于電視機、電腦屏幕應(yīng)用中，另外CRT技術(shù)也可被用于投影光機結(jié)構(gòu)中，但往往效率不高，而且受亮度限制。CRT也可以通過電子束激發(fā)激光光源，將CRT的電子槍產(chǎn)生的電子束轟擊半導體芯片產(chǎn)生激光光源，具有去相干、亮度高等優(yōu)點。但一般光源配備的電子束激發(fā)系統(tǒng)采用交叉電子槍，交叉式電子槍的電子束從半導體芯片的一側(cè)轟擊，半導體芯片的另一側(cè)發(fā)出激光。這種激光裝置中電子束的能量的束流強度往往較高，電子轟擊瞬間芯片處會產(chǎn)生大量的熱，必須配備設(shè)計良好的散熱冷卻系統(tǒng)。且現(xiàn)有用于激光裝置的散熱系統(tǒng)并不理想。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，解決以上技術(shù)問題。本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，包括一真空管，所述真空管的一端設(shè)有一半導體芯片，所述真空管的另一端設(shè)有電子槍，其特征在于，所述電子槍采用一環(huán)形電子槍，所述環(huán)形電子槍的前方設(shè)有一聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所述聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前方設(shè)有所述半導體芯片，所述半導體芯片的反射面朝向所述環(huán)形電子槍；所述環(huán)形電子槍包括一陰極，所述陰極呈環(huán)狀，所述陰極的中部為激光透光區(qū)域；所述真空管上設(shè)有一激光出射口，所述激光出射口位于所述激光透光區(qū)域的后方。本實用新型的電子槍能發(fā)出高速電子束，足夠強度的電子束射入半導體芯片上后，就會產(chǎn)生激光效應(yīng)，進而產(chǎn)生激光。本實用新型具有能消除激光散斑、可控性好等優(yōu)點。另外，本實用新型的電子槍采用了環(huán)形電子槍發(fā)射電子束，使本實用新型生成的電子束為環(huán)形空心電子束。本實用新型的工作方式為反射式的激光裝置，即發(fā)出激光與電子束轟擊位置在半導體芯片的一側(cè)。還包括一散熱系統(tǒng)，所述散熱系統(tǒng)的熱交換機構(gòu)設(shè)置在所述半導體芯片的背部。 本實用新型可以將散熱系統(tǒng)的熱交換機構(gòu)緊密貼合在半導體芯片背部，增大熱交換面積， 降低了散熱系統(tǒng)實現(xiàn)的難度。同時仍然保持激光裝置中電子光學系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)對稱性。[0012]為了能夠更好的控制空心電子束，所述聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用一復(fù)合磁聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。所述復(fù)合磁聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括一設(shè)置在所述電子槍前方的陰極透鏡聚焦系統(tǒng)和設(shè)置在所述陰極透鏡聚焦系統(tǒng)前方的聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。為了保證高的透過率，所述陰極中間的激光透光區(qū)域采用藍寶石玻璃。所述真空管的長度與所述激光透光區(qū)域的半徑之間的關(guān)系如下Lxtan^+^<r ；其中，L為所述真空管的長度；Θ為激光發(fā)散角度；S為所述半導體芯片的直徑；r 為所述激光透光區(qū)域的半徑。本實用新型真空管的長度和激光透光區(qū)域的半徑需要根據(jù)激光發(fā)散角進行匹配，以便保證芯片邊緣發(fā)出的激光能夠不受阻礙的通過透光區(qū)域。所述半導體芯片采用一激光面板，所述激光面板包括至少兩個激光腔，至少兩個所述激光腔沿厚度方向排列；所述激光腔包括一增益介質(zhì)層、反射層，所述反射層分別設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的前方和后方。所述激光腔包括部分反射層和完全反射層，所述部分反射層設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的前方，所述完全反射層設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的后方。以便光子在激光腔內(nèi)多次激發(fā)。有益效果由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型產(chǎn)生的激光光源，具有能消除激光散斑、可控性好等優(yōu)點。電子槍采用了環(huán)形電子槍，發(fā)射電子束為空心電子束，發(fā)出的激光與電子束轟擊位置在半導體芯片的同一側(cè)，有利于散熱系統(tǒng)的設(shè)置，增大熱交換面積，降低散熱實現(xiàn)的難度。

圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型陰極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型半導體芯片與散熱系統(tǒng)的連接示意圖；圖4為本實用新型的真空管與激光透光區(qū)域的尺寸匹配示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進一步闡述本實用新型。參照圖1，采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，包括一真空管1，真空管1可以采用長方形的玻璃殼，玻璃殼的一端設(shè)有電子槍，玻璃殼的另一端設(shè)有半導體芯片。真空管1和電子槍的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以根據(jù)實際應(yīng)用而改變。電子槍采用一環(huán)形電子槍，環(huán)形電子槍的前方設(shè)有一聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)3，聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)3的前方設(shè)有半導體芯片4，半導體芯片4的反射面朝向環(huán)形電子槍。環(huán)形電子槍包括一陰極21，參照圖2，陰極21呈環(huán)狀，陰極21的中部為激光透光區(qū)域22。為了保證高的透過率，陰極21中間的激光透光區(qū)域22采用藍寶石玻璃。 真空管1上設(shè)有一激光出射口，激光出射口位于激光透光區(qū)域22的后方。本實用新型的電子槍能發(fā)出高速電子束，足夠強度的電子束射入半導體芯片4上后，就會產(chǎn)生激光效應(yīng)，進而產(chǎn)生激光。[0027]本實用新型具有能消除激光散斑、可控性好等優(yōu)點。另外，本實用新型的電子槍采用了環(huán)形電子槍發(fā)射電子束，使本實用新型生成的電子束為環(huán)形空心電子束。本實用新型的工作方式為反射式的激光裝置，即發(fā)出激光與電子束轟擊位置在半導體芯片4的一側(cè)。參照圖1、圖3，還包括一散熱系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)的熱交換機構(gòu)5設(shè)置在半導體芯片4 的背部。本實用新型可以將散熱系統(tǒng)的熱交換機構(gòu)5緊密貼合在半導體芯片4背部，增大熱交換面積，降低了散熱系統(tǒng)實現(xiàn)的難度。同時仍然保持激光裝置中電子光學系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)對稱性。為了能夠更好的控制空心電子束，聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)3采用一復(fù)合磁聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。 復(fù)合磁聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括一設(shè)置在電子槍前方的陰極透鏡聚焦系統(tǒng)和設(shè)置在陰極透鏡聚焦系統(tǒng)前方的聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)3。真空管1的長度與激光透光區(qū)域22的半徑之間的關(guān)系如下Ζχ 3η| + |<Γ。其中，L為真空管1的長度。θ為激光發(fā)散角度。s為半導體芯
片4的直徑。r為激光透光區(qū)域22的半徑。本實用新型真空管的長度和激光透光區(qū)域22 的半徑需要根據(jù)激光發(fā)散角進行匹配，以便保證芯片邊緣發(fā)出的激光能夠不受阻礙的通過透光區(qū)域。半導體芯片4采用一激光面板，激光面板包括至少兩個激光腔，至少兩個激光腔沿厚度方向排列。激光腔包括一增益介質(zhì)層、反射層，反射層分別設(shè)置在增益介質(zhì)層的前方和后方。激光腔包括部分反射層和完全反射層，部分反射層設(shè)置在增益介質(zhì)層的前方，完全反射層設(shè)置在增益介質(zhì)層的后方。以便光子在激光腔內(nèi)多次激發(fā)。參照圖1，環(huán)形電子槍還可以包括控制電極23，控制電極23設(shè)置在陰極21的前方，控制電極23可以包括Gl電極、G2電極、G3電極等電極?？刂齐姌O23與控制系統(tǒng)連接后可調(diào)節(jié)陰極21發(fā)出的電子束的強度、聚焦性能等控制。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，包括一真空管，所述真空管的一端設(shè)有一半導體芯片，所述真空管的另一端設(shè)有電子槍，其特征在于，所述電子槍采用一環(huán)形電子槍，所述環(huán)形電子槍的前方設(shè)有一聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所述聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前方設(shè)有所述半導體芯片， 所述半導體芯片的反射面朝向所述環(huán)形電子槍；所述環(huán)形電子槍包括一陰極，所述陰極呈環(huán)狀，所述陰極的中部為激光透光區(qū)域；所述真空管上設(shè)有一激光出射口，所述激光出射口位于所述激光透光區(qū)域的后方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，其特征在于還包括一散熱系統(tǒng)，所述散熱系統(tǒng)的熱交換機構(gòu)設(shè)置在所述半導體芯片的背部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，其特征在于所述聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用一復(fù)合磁聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，其特征在于所述復(fù)合磁聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括一設(shè)置在所述電子槍前方的陰極透鏡聚焦系統(tǒng)和設(shè)置在所述陰極透鏡聚焦系統(tǒng)前方的聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，其特征在于所述陰極中間的激光透光區(qū)域采用藍寶石玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，其特征在于所述半導體芯片采用一激光面板，所述激光面板包括至少兩個激光腔，至少兩個所述激光腔沿厚度方向排列；所述激光腔包括一增益介質(zhì)層、反射層，所述反射層分別設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的前方和后方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，其特征在于所述激光腔包括部分反射層和完全反射層，所述部分反射層設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的前方，所述完全反射層設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的后方。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，其特征在于所述真空管的長度與所述激光透光區(qū)域的半徑之間的關(guān)系如下j , θ SLxtan-+ —< r ； 2 2其中，L為所述真空管的長度；θ為激光發(fā)散角度；S為所述半導體芯片的直徑；r為所述激光透光區(qū)域的半徑。
專利摘要本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光裝置。采用環(huán)形電子束激發(fā)的激光裝置，包括一真空管，真空管的一端設(shè)有半導體芯片，真空管的另一端設(shè)有電子槍，電子槍采用環(huán)形電子槍，環(huán)形電子槍的前方設(shè)有聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前方設(shè)有半導體芯片，半導體芯片的反射面朝向環(huán)形電子槍。環(huán)形電子槍包括陰極，陰極呈環(huán)狀，陰極的中部為激光透光區(qū)域。真空管上設(shè)有激光出射口，激光出射口位于激光透光區(qū)域的后方。由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型的電子槍采用了環(huán)形電子槍，發(fā)射電子束為空心電子束，發(fā)出的激光與電子束轟擊位置在半導體芯片的同一側(cè)，有利于散熱系統(tǒng)的設(shè)置，增大熱交換面積，降低散熱實現(xiàn)的難度。
文檔編號H01S5/04GK202308773SQ20112042512
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者夏忠平, 張學淵, 趙健, 鐘偉杰 申請人:上海顯恒光電科技股份有限公司