[發明專利]一種HHL封裝半導體激光器散熱裝置

在審

• 申請號: 202010731603.4
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111817128A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 訾紀剛;汪獻忠;岳運奇;齊汝賓;赫樹開;湯志鵬;李新田
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

一種HHL封裝半導體激光器散熱裝置，包括氣室、設置在氣室上方的導熱罩殼和設置在導熱罩殼內的風扇，激光器設置在氣室內，氣室的側部設有出光孔，出光孔內設有鏡片組件，氣室的內側壁防結露結構，導熱罩殼頂部敞口，導熱罩殼下部與氣室頂部之間設有導熱組件。本發明原理科學，結構緊湊，具有較強的通用性，可對所有的HHL封裝半導體激光器進行散熱，有效解決了激光器工作時，散熱功率小、易結露等問題，保證了激光器較高的發光功率，延長激光器使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種激光器，具體涉及一種HHL封裝半導體激光器散熱裝置。

背景技術

隨著世界上第一臺激光器的誕生，激光技術與應用發展迅猛，在工業、醫療、商業、科研、信息和軍事等領域都應用廣泛。眾多類型激光器中半導體激光器應用最為廣泛。半導體激光器常用的封裝方式包括蝶形封裝、HHL封裝等。激光器工作時，需要大的驅動電流幫助其獲得大的光功率。隨著驅動電流的增大，激光器將產生大量熱量，因激光器本身散熱功率有限，若散熱不及時，甚至燒毀激光器。

如量子級聯激光器（QCL），是一種能夠發射光譜在中紅外和遠紅外頻段激光的半導體激光器。隨著量子級聯激光器技術的日趨成熟，它開始被較多地應用于科學和工程研究。由于其顯著優勢，在氣體檢測領域得到了迅速推廣?；诹孔蛹壜摷す馄鞯募t外光譜氣體檢測技術具有靈敏度高、檢測速度快等優點，特別是在高精度光譜檢測方面所具有的顯著優勢，使其成為目前研究和應用的熱點。

QCL是基于電子在半導體量子阱中導帶子帶間躍遷和聲子輔助共振隧穿原理的新型單極半導體器件。不同于傳統p-n結型半導體激光器的電子-空穴復合受激輻射機制，QCL受激輻射過程只有電子參與，故而其發射功率高，發熱量大。需要合適的制冷系統，以保證量子級聯激光器可以穩定高效的工作。目前也有不少對激光器進行散熱的裝置，這些裝置存在散熱功率小、鏡片易結露、氣室內部溫度有較大波動等問題。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種散熱功率大、鏡片不結露、氣室內部溫度穩定性高的HHL封裝半導體激光器散熱裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種HHL封裝半導體激光器散熱裝置，包括氣室、設置在氣室上方的導熱罩殼和設置在導熱罩殼內的風扇，激光器設置在氣室內，氣室的側部設有出光孔，出光孔內設有鏡片組件，氣室的內側壁防結露結構，導熱罩殼頂部敞口，導熱罩殼下部與氣室頂部之間設有導熱組件。

氣室包括底座、外筒體和導熱頂板，外筒體下端設置在底座上并通過螺釘與底座連接為一體，外筒體下端與底座之間設有密封圈，導熱頂板設置在外筒體上端并與外筒體為一體結構。

防結露結構包括吸附劑和內筒體，內筒體同軸線固定設置在外筒體內部，內筒體上端與導熱頂板下表面固定連接，內筒體外壁與外筒體內壁之間形成環形空腔，吸附劑填充在環形空腔內，吸附劑及內筒體在與出光孔對應處設有通孔，內筒體沿徑向方向開設有若干個透氣孔。

鏡片組件包括鏡片、壓蓋和透明電加熱膜，出光孔內壁設有環形臺階，鏡片安裝的環形臺階處，透明電加熱膜設置在鏡片的外側表面，壓蓋螺紋連接在出光孔內壁，壓蓋內端通過石墨墊片將透明電加熱膜、鏡片壓接在環形臺階處，加熱器為透明電加熱膜。

導熱組件包括帕爾貼、導熱桿和導熱座，激光器的外殼通過螺釘固定連接在導熱頂板下表面，帕爾貼設置在外殼和導熱頂板之間，導熱座通過螺釘固定連接在導熱頂板上表面，導熱桿設有左右兩組，每組導熱桿均設有至少三根，導熱桿的下端與導熱座固定連接，導熱桿的上端與導熱罩殼外側固定連接。