[發(fā)明專利]單片式激光二極管微通道相變熱沉

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910093987.5
• 申請(qǐng)日: 2009-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN102044842A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐洪波;田長(zhǎng)青;曹宏章
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H01S5/024
• 分類號(hào): H01S5/024;H01S5/022
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子散熱設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種固體激光器用單片式激光二極管相變熱沉。

背景技術(shù)

激光二極管泵浦固體激光器(DPL)具有效率高、光束質(zhì)量高、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著高功率二極管激光器的相繼研制成功，促進(jìn)了DPL的發(fā)展及在工業(yè)、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域的應(yīng)用。DPL被認(rèn)為是固體激光器技術(shù)發(fā)展的重要方向，具有重要的用途。

一般地，激光二極管(LD)正常工作時(shí)的熱耗占總功耗的50％以上，熱耗引起激光二極管工作溫度的不穩(wěn)定將使它的輸出波長(zhǎng)發(fā)生變化，進(jìn)而影響DPL的高效穩(wěn)定輸出。隨著激光二極管泵浦固體激光器功率增大，器件產(chǎn)生的熱負(fù)荷越來越大，散熱密度也越來越高，LD冷卻問題已成為目前DPL研究中的技術(shù)難點(diǎn)。

總的來說，用于DPL散熱的主要方式有半導(dǎo)體制冷、熱管傳熱、微通道水冷等。其中，微通道水冷散熱是目前研究和應(yīng)用較多的DPL冷卻方式。水冷微通道散熱雖然具有換熱效果好、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但存在微通道腐蝕和堵塞等隱患，同時(shí)熱沉溫度隨通道內(nèi)水溫的變化而不斷波動(dòng)，容易造成激光器工作不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種避免工質(zhì)在流動(dòng)中發(fā)生堵塞和工作溫度較穩(wěn)定的單片式激光二極管相變熱沉。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種單片式激光二極管微通道相變熱沉，包括散熱片，其中所述散熱片上具有空化結(jié)構(gòu)型式的進(jìn)液通道。

在上述技術(shù)方案中，所述具有空化結(jié)構(gòu)型式的進(jìn)液通道為長(zhǎng)條狀進(jìn)液通道、喇叭口狀的進(jìn)液通道、文丘里管或孔板結(jié)構(gòu)型式的進(jìn)液通道。

在上述技術(shù)方案中，所述具有空化結(jié)構(gòu)型式的進(jìn)液通道為長(zhǎng)條狀進(jìn)液通道，并且其入口寬度與出口寬度的比例為1∶2。

在上述技術(shù)方案中，所述散熱片設(shè)有多個(gè)相互平行的所述長(zhǎng)條狀進(jìn)液通道。

在上述技術(shù)方案中，還包括分液片，該分液片上設(shè)有矩形回液孔。

在上述技術(shù)方案中，還包括制冷劑。優(yōu)選地，所述制冷劑為氟利昂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.避免工質(zhì)在流動(dòng)中發(fā)生堵塞；

2.提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中：

圖1a為本發(fā)明實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的分解結(jié)構(gòu)圖；

圖1b為本發(fā)明實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的上蓋片的示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的散熱片的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的分液片的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的回液片的示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的下蓋片的示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的立體圖。

具體實(shí)施方式

圖1a示意出本發(fā)明的實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的分解結(jié)構(gòu)圖。該熱沉包括上蓋片10、散熱片20、分液片30、回液片40和下蓋片50，它們從上到下依次排列，通過壓力擴(kuò)散焊接而成。焊接完成后的熱沉，通過線切割將熱沉四個(gè)周邊進(jìn)行裁邊處理，使熱沉最終的寬度與激光二極管(LD)單bar條的長(zhǎng)度相當(dāng)。下面對(duì)各個(gè)片進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1b為本發(fā)明實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的上蓋片10。在該上蓋片上設(shè)置有定位孔11，用于焊接及測(cè)試安裝定位。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的單片式激光二極管微通道相變熱沉的散熱片20。該散熱片20具有多條帶空化結(jié)構(gòu)的平行進(jìn)液通道21，其中所述空化結(jié)構(gòu)也稱為突擴(kuò)式通道，即通道的入口寬度小于出口寬度，其主要作用是抑制氣泡逆流生長(zhǎng)所導(dǎo)致的不穩(wěn)定流動(dòng)。在該實(shí)施例中，每個(gè)通道大體呈長(zhǎng)條狀，優(yōu)選地，通道入口與通道出口的寬度比為1∶2，通道出口的寬度約400微米。如圖2所示，該散熱片20還具有進(jìn)口孔24，在該進(jìn)口孔中設(shè)有筋板23，以利于焊接。該進(jìn)口孔與平行進(jìn)液通道21相連通，其位置對(duì)應(yīng)于圖5所示的下蓋片50上的進(jìn)口孔53，以便當(dāng)熱沉工作時(shí)，工質(zhì)即制冷劑從下蓋片50的進(jìn)口孔53進(jìn)入，經(jīng)回液片40的進(jìn)口孔45和分液片30的進(jìn)口孔34，流入散熱片20的進(jìn)口孔24，然后進(jìn)入平行進(jìn)液通道21。在與上蓋片10的定位孔11對(duì)應(yīng)的散熱片20的位置上同樣設(shè)有定位孔22。