[實(shí)用新型]一種水冷疊陣半導(dǎo)體激光器散熱結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922143835.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN210806308U
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗祺壯;方俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢優(yōu)信技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01S5/024
• 分類號(hào): H01S5/024
• 代理公司: 北京天盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 楊本官

本實(shí)用新型屬于光通信器件設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，尤其涉及一種水冷疊陣半導(dǎo)體激光器散熱結(jié)構(gòu)。包括多塊依次堆疊并焊接在一起的散熱板，至少包括上入水板、中間板、底板；中間板設(shè)于入水板和底板之間；入水板上設(shè)有孔，包括靠近安裝面的入水孔和遠(yuǎn)離安裝面的出水孔；入水孔和出水孔貫穿入水板；中間板上設(shè)有分別與入水孔和出水孔連通的第一引水槽；底板上設(shè)有分別與中間板上過水孔連通的第二引水槽，第二引水槽圍成第二散熱臺(tái)，第二散熱臺(tái)中間挖設(shè)有第二散熱槽。本實(shí)用新型相對(duì)于傳統(tǒng)的宏通道散熱結(jié)構(gòu)散熱效率大幅提高，相對(duì)于鏤空翅片式散熱結(jié)構(gòu)具有更好的物理性能和形狀保持能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光通信器件設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，尤其涉及一種水冷疊陣半導(dǎo)體激光器散熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

激光器是光纖通信、數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃袠I(yè)必要的核心元件之一，激光器工作過程中，會(huì)在芯片以及芯片安裝區(qū)域附近產(chǎn)生大量熱量引起溫度遽增。一方面，激光器的工作溫度范圍一般為-40℃到+85℃，伴隨著激光芯片的工作溫度溫度提高，激光器的光電轉(zhuǎn)換(發(fā)光)效率會(huì)降低，產(chǎn)品功耗則會(huì)增大，如果超出范圍，會(huì)導(dǎo)致激光器損壞，另一方面激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)受溫度變化產(chǎn)生的變形錯(cuò)位也會(huì)導(dǎo)致激光器精度、能效等各項(xiàng)參數(shù)的下降。對(duì)于疊陣半導(dǎo)體激光器，由于在空間內(nèi)設(shè)置有多個(gè)激光芯片，發(fā)熱源分散，此類問題則會(huì)更加突出，相對(duì)于單一芯片的激光器，激光器內(nèi)部溫度的不均勻性也會(huì)極大的影響激光器的使用壽命以及使用效果，特別是隨著新型激光器的功率以及精度敏感性的提高，傳統(tǒng)的散熱結(jié)構(gòu)往往難以滿足越來越高的激光器散熱需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于，提供一種具有更好的散熱效果，降低激光器局部溫度不均衡現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便的水冷疊陣半導(dǎo)體激光器散熱結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。

疊陣半導(dǎo)體激光器一般由多個(gè)散熱板通過銀銅焊接等方式固定連接在一起，同時(shí)其外部還進(jìn)行了封裝等處理，熱量難以有效逸散，因此一般通過在散熱板內(nèi)外設(shè)置水冷結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)快速降溫，傳統(tǒng)方法是在散熱板上設(shè)置有水冷孔道或者宏通道來進(jìn)行散熱，但一方面加工難度大成本高，另一方面很少考慮到外側(cè)和內(nèi)側(cè)散熱板之間由于局部熱膨脹和溫度不均勻引起的變形及局部溫度升高的問題，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中一般采用熱導(dǎo)率極好的銅合金材料制作散熱板，但多塊散熱片疊加后，位于內(nèi)側(cè)的散熱片以及單一散熱片靠近芯片以及位于散熱片中間位置的溫度與邊緣或遠(yuǎn)離芯片區(qū)域的溫度會(huì)隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)而加大，不利于激光器持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

為此，本實(shí)用新型提出如下方案，本實(shí)用新型的一種水冷疊陣半導(dǎo)體激光器散熱結(jié)構(gòu)，包括多塊依次堆疊并焊接在一起的散熱板，散熱板呈條狀，其上端面的一側(cè)設(shè)置有用于設(shè)置激光器的安裝面9a；其中散熱板至少包括上入水板1、中間板2、底板3；本實(shí)用新型中各板均屬于散熱板，僅通過其上的散熱結(jié)構(gòu)和功能的差別進(jìn)行了區(qū)分命名。

中間板2設(shè)于入水板1和底板3之間；入水板1上設(shè)有孔，包括靠近安裝面的入水孔1a和遠(yuǎn)離安裝面的出水孔1b；入水孔1a和出水孔1b貫穿入水板1；

中間板2上設(shè)有分別與入水孔1a和出水孔1b連通的第一引水槽2a，第一引水槽2a呈環(huán)形，第一引水槽2a的底部設(shè)置有與入水孔1a和出水孔1b位置相對(duì)的過水孔2b，過水孔2b貫穿中間板；第一引水槽2a中間圍成第一散熱臺(tái)2c，第一散熱臺(tái)2c中間挖設(shè)有第一散熱槽2d，第一散熱槽2d底部均勻設(shè)置有多個(gè)第一散熱柱2e；

底板3上設(shè)有分別與中間板2上過水孔2b連通的第二引水槽3a，第二引水槽3a圍成第二散熱臺(tái)3c，第二散熱臺(tái)3c中間挖設(shè)有第二散熱槽3d，第二散熱槽3d底部均勻設(shè)置有多個(gè)第二散熱柱3e，第二散熱槽3d的兩端分別設(shè)有與第二引水槽3a連通開口3f。

對(duì)前述水冷疊陣半導(dǎo)體激光器散熱結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化還包括，散熱板還包括設(shè)置在入水板1與中間板2之間，或者中間板2與底板3之間的附加板4；