[實用新型]一種半導體激光器散熱結構

有效

• 申請號: 201720788656.3
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN206962242U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 程根
• 申請（專利權）人: 沈陽雷卓激光醫療器械有限公司
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 汪海

技術領域

本實用新型涉及半導體激光器領域，具體地說是一種半導體激光器散熱結構。

背景技術

半導體激光模塊的壽命和功率與激光模塊的溫度密切相關，當溫度上升時，激光器的壽命會成指數下降；同時，溫度上升后，激光模塊的出射功率也會明顯下降，最終導致功率的不穩定。所以如何解決半導體激光的散熱，對于提高激光器的性能具有重要的意義。

目前，激光模塊的主要散熱形式有風冷和水冷兩種。風冷即是將激光模塊直接與散熱片接觸，然后使用風扇對散熱片進行強制風冷。該種方式的制冷效果較差，且激光溫度不能恒定在某一設定溫度下，只適用于要求不高且功率較小的激光應用。為了穩定激光溫度，有些方案會在激光模塊和散熱片之間放入熱電制冷片，熱電制冷片的冷端與激光模塊接觸，熱端與散熱片接觸，這樣就能將激光模塊的熱量從冷端傳遞到熱端，維持溫度穩定在設定溫度，該設定溫度甚至可以低于環境溫度。但是由于普通的散熱片導熱和散熱性能較差，導致必須將散熱片做的很大，風扇風量也要做的很大，才能達到需要的散熱效果。還有一種水冷方案，即采用微通道熱沉液冷循環方式，通過控制熱沉管道內循環水流量達到溫控的目的。但是，這種制冷方法的缺點是體積大、溫度控制精度不高、后期維護不便。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種半導體激光器散熱結構，融合多種散熱方式，大大提高散熱效率。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種半導體激光器散熱結構，包括激光模塊、熱電制冷器、金屬底座、熱管、散熱翅片和風扇，其中所述激光模塊設置于熱電制冷器的冷端，所述熱電制冷器的熱端與所述金屬底座接觸，在所述金屬底座上設有多個熱管，在所述熱管上套裝有散熱翅片，在所述散熱翅片一側設有風扇。

所述熱管呈L型，其中所述熱管的水平側埋設于所述熱電制冷器的熱端下側，在所述熱管的豎直側上套裝有散熱翅片。

所述金屬底座和熱電制冷器的接觸處挖圓槽填埋熱管，且所述熱管與金屬底座采用釬焊連接。

所述熱管上表面設有一個接觸平面與熱電制冷器的熱端接觸。

所述熱管與散熱翅片的組裝形式為塔型結構，散熱翅片水平安裝于所述熱管的豎直側，所述熱管尾部冷凝端高于蒸發端。

所述風扇的吹風方向與散熱翅片平行。

所述熱電制冷器冷端與激光模塊之間設有金屬熱沉。

本實用新型的優點與積極效果為：

1、本實用新型綜合熱電制冷器、金屬底座、熱管、散熱翅片、風扇等多種散熱方式，可以實現較小體積內較好的散熱效果，大大提高散熱效率。

2、本實用新型安裝結構穩定可靠，基本無需后期維護。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

其中，1為激光模塊，2為熱電制冷器，3為固定螺絲，4為金屬底座，5為熱管，6為散熱翅片，7為風扇。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。

如圖1所示，本實用新型包括激光模塊1、熱電制冷器2、金屬底座4、熱管5、散熱翅片6和風扇7，其中所述激光模塊1設置于熱電制冷器2的冷端，所述熱電制冷器2的熱端與所述金屬底座4接觸，在所述金屬底座4上設有多個熱管5，本實施例中，所述熱管5呈L型，且所述熱管5的水平側埋設于所述金屬底座4中并設置于所述熱電制冷器2的熱端下側，所述熱管5的豎直側垂直設置，在所述熱管5的豎直側上套裝有散熱翅片6，在所述散熱翅片6遠離所述激光模塊1一側設有風扇7。所述激光模塊1和熱電制冷器2均為本領域公知技術。

本實施例中，在金屬底座4和熱電制冷器2的接觸處挖圓槽并填埋熱管5，且熱管5需與金屬底座4采用釬焊連接，這樣既可以確保熱管5的穩妥固定，又可以將金屬底座4的熱量很好地傳遞給熱管5。熱管5凸出金屬底座4上平面的部分必須使用壓平機壓平并用銑刀銑出一個具有較高表面粗糙度的接觸平面，確保熱電制冷器與金屬底座較好的熱接觸。

本實施例中，所述熱管5與散熱翅片6的組裝形式為塔型結構，即熱管5尾部(冷凝端)應高于熱源處(蒸發端)，這樣能確保熱管5內部工作液體在重力和毛細現象的共同作用下可以從冷凝端順利回流回蒸發端。同時使用風扇7對散熱翅片6進行風冷，吹風方向平行于散熱翅片6方向。

本實施例中，所述熱電制冷器2通過固定螺絲3安裝在所述金屬底座4上。另外在熱電制冷器2冷端與激光模塊1之間可以安裝金屬熱沉，也可以不安裝該熱沉，所述金屬熱沉為一塊金屬板。

本實用新型的工作原理為：

本實用新型實現的冷卻過程是：熱電制冷器2通電后，其冷端制冷，用于冷卻激光模塊1，激光模塊1產出的熱量和熱電制冷器2自身的熱量被共同傳遞到了熱電制冷器2的熱端，一部分熱量被熱管5帶走傳遞到了散熱翅片6，然后被風扇7產生的風力帶走；一部分被金屬底座4吸收并被散失掉。