[實(shí)用新型]帶散熱結(jié)構(gòu)的激光器和激光雷達(dá)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202223235470.5
• 申請(qǐng)日: 2022-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN219123659U
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖念何;劉佳堯;石拓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京一徑科技有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/04
• 分類號(hào): H01S3/04;H01S5/024;G01S7/481;G01S17/06;G01S17/58
• 代理公司: 北京善任知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11650
• 代理人: 王靜;孟桂超

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N帶散熱結(jié)構(gòu)的激光器和激光雷達(dá)。帶散熱結(jié)構(gòu)的激光器包括：激光器組件，構(gòu)成為發(fā)出激光束；吸熱模塊，在所述吸熱模塊內(nèi)形成有作為密閉空間的容置槽，所述容置槽內(nèi)填充有相變材料，所述激光器組件與所述吸熱模塊相互抵接；和多個(gè)肋片，多個(gè)所述肋片固定在所述容置槽內(nèi)且浸在所述相變材料中，各所述肋片具有隨著遠(yuǎn)離所述激光器組件側(cè)而分支的分形樹狀結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶散熱結(jié)構(gòu)的激光器和激光雷達(dá)。

背景技術(shù)

激光具有方向性強(qiáng)、能量集中和亮度高等特點(diǎn)，激光器作為能夠發(fā)射激光的裝置，在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著激光行業(yè)的飛速發(fā)展，激光器的輸出功率也越來越高，從而導(dǎo)致激光器的整體發(fā)熱量也隨之升高。而通常激光器在工作時(shí)，輸入的電能只有一部分能量能夠轉(zhuǎn)化為激光輸出，還有一部分不可忽視的能量轉(zhuǎn)化成熱能的形式，如果這些熱量不及時(shí)傳遞出去，將對(duì)激光的光束質(zhì)量以及輸出功率都造成很大的影響。因此，散熱對(duì)于激光器來說至關(guān)重要。

目前，激光器的散熱方案主要分為接觸式風(fēng)冷散熱和接觸式水冷散熱兩大類。

實(shí)用新型內(nèi)容

本申請(qǐng)要解決的技術(shù)問題

風(fēng)冷散熱是以氣體作為傳熱介質(zhì)，在激光器裝置內(nèi)安裝風(fēng)扇，通過風(fēng)扇的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)制氣體快速流動(dòng)，帶走激光器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器的散熱。然而，風(fēng)冷散熱的工作效率較低并且使用壽命短。同時(shí)，在風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不可避免的會(huì)將風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)加載到激光器上，從而造成激光器發(fā)射激光的指向穩(wěn)定性波動(dòng)，影響到激光器的可靠性。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行隔振處理，增加了激光器的制造難度，提高了生產(chǎn)成本。

水冷散熱是以水作為傳熱介質(zhì)。采用水冷散熱通常需要配置有水冷機(jī)，而水冷機(jī)的體積通常較大。激光器的功率越大所需的水冷機(jī)的制冷量也越大，從而導(dǎo)致水冷機(jī)的體積也越大，進(jìn)而導(dǎo)致激光器系統(tǒng)的整體重量和體積過大。當(dāng)需要野外作業(yè)或在有限空間使用激光器時(shí)，體積過大會(huì)制約激光器的使用。

有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種帶散熱結(jié)構(gòu)的激光器和激光雷達(dá)，從而能夠通過簡(jiǎn)單并且較小的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)激光器的高效散熱。

用于解決技術(shù)問題的手段

為了滿足上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了如下技術(shù)手段。

本申請(qǐng)實(shí)施例的一個(gè)方面提供了一種帶散熱結(jié)構(gòu)的激光器，所述激光器包括：激光器組件，構(gòu)成為發(fā)出激光束；吸熱模塊，在所述吸熱模塊內(nèi)形成有作為密閉空間的容置槽，所述容置槽內(nèi)填充有相變材料，所述激光器組件與所述吸熱模塊相互抵接；和多個(gè)肋片，多個(gè)所述肋片固定在所述容置槽內(nèi)且浸在所述相變材料中，各所述肋片具有隨著遠(yuǎn)離所述激光器組件側(cè)而分支的分形樹狀結(jié)構(gòu)。

根據(jù)上述方案，激光器包括吸熱模塊，并且吸熱模塊的容置槽內(nèi)填充有相變材料。用于發(fā)射激光的激光器組件與吸熱模塊相互抵接，當(dāng)激光器處于工作狀態(tài)，激光器組件發(fā)射激光并且產(chǎn)生熱量時(shí)，熱量會(huì)通過抵接面?zhèn)鬟f至吸熱模塊，吸熱模塊內(nèi)的相變材料會(huì)吸熱升溫發(fā)生物態(tài)轉(zhuǎn)換，快速地吸收激光器產(chǎn)生的熱量，延緩激光器組件的瞬態(tài)溫升，避免瞬態(tài)溫升至過高溫度，防止由于局部溫度過高而對(duì)激光器內(nèi)部的零部件造成損壞，滿足激光器的散熱需求。由于激光器組件的瞬態(tài)溫升得到了有效的控制，從而不會(huì)影響到激光的光束質(zhì)量以及輸出功率，提高了激光器的可靠性。由于吸熱模塊是密閉的，因此吸熱模塊內(nèi)填充的相變材料不會(huì)泄漏到吸熱模塊外部。

另外，吸熱模塊中設(shè)置有多個(gè)具有分形樹狀結(jié)構(gòu)的肋片，肋片浸沒在相變材料中，從而能夠加速傳遞至吸熱模塊的熱量向相變材料的傳遞，更具體而言，能夠使激光器通過抵接面?zhèn)鬟f到吸熱模塊中的熱量通過肋片迅速地傳遞到距離抵接面相對(duì)較遠(yuǎn)位置的相變材料，避免熱量集中于局部相變材料，使得吸熱模塊中的相變材料能夠均勻地發(fā)生物態(tài)轉(zhuǎn)換以吸收熱量，避免局部相變材料吸熱不足，從而能夠提高吸熱模塊整體的吸熱速率，進(jìn)一步確保高效的熱傳遞。