[实用新型]激光器及其散热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光领域，尤其是激光器及其散热装置。

背景技术

对于激光器来讲，各个元件的工作温度非常重要，为了使激光器能够正常工作，必须将激光器的泵浦源和非线性光学晶体(如倍频晶体)的温度严格控制在某个范围，否则，这些元件将不能正常工作，从而不能得到所需的激光。然而，激光器的泵浦源、激光晶体等热源在工作时会产生大量的热量，因此，随着激光器的运转，这些光学元件的温度将不断升高，如果不能有效地降低这些元件的温度，那么激光器将无法工作。因此，激光器的散热系统就显得非常重要。在大功率激光器中，通常使用外部液体循环冷却的方法，或者使用风冷的方法散热。然而，这种大型冷却系统却无法适用于便携式设备。

现有技术中的散热材料主要为铜、铝等金属。但是铜的密度较大，不利于整个激光器质量的减轻；而铝的热导率较小，散热效果不佳，只能用于小功率的激光器，而对于较大功率的激光器则不再适用。此外，铜、铝等金属还存在氧化和线胀系数较大等问题。氧化后金属的热导率将进一步降低，而线胀系数较大则会导致激光器工作时，散热装置保持自身形状的能力较差，从而导致激光器的不稳定。

图1为根据现有技术的一种散热装置的示意图。其中，散热装置100由金属制成，包括呈矩形的基板101，以及与基板101一体形成的垂直于基板101的散热片103。散热片103平行地设置，彼此保持一定的距离。泵浦源104、激光晶体105和非线性晶体106等元件固定在散热装置100的基板101上，在基板101与泵浦源104之间设置半导体制冷芯片(TEC)110，非线性晶体106与基板之间可以根据不同情况设置TEC 112或加热丝(加热片)112，用于对非线性晶体106散热或加热。泵浦源104和非线性晶体106通过半导体制冷芯片110和112与基板101接合，TEC的热端通过基板101和与基板101一体的散热片103来传导热量，而激光晶体105则直接与基板101接合。并且通过外部风扇向散热片103送风，从而实现冷却。风扇设置的最佳位置是在散热片103的下部，但是由于在散热片103的下部通常设置有底板，因此风扇只能设置在散热片103的侧部或其它位置，这样使得散热效果大大降低。

图2和图3为根据现有技术的另一种散热装置的示意图，其中散热装置200设有呈圆筒形的热管202。热管202与水冷系统208相连。水不断地从热管202中流过，将热源的热量带走，从而实现冷却。然而，这样的水冷系统通常十分庞大和笨重，不利于整个装置向小型化、便携式的方向发展。

发明内容

因此，本实用新型的任务是提供一种密度小、热导率高、线胀系数小、不易氧化、机械强度高的激光器用散热装置。本实用新型还要提供一种采用上述散热装置的激光器。

第一方面，本实用新型提供一种用于激光器的散热装置，包括由高导热碳纤维制成的基板。

第二方面，如第一方面所述的散热装置，所述基板中的高导热碳纤维的纤维定向与所述基板的安装表面平行。

第三方面，如第一方面所述的散热装置，所述基板重的高导热碳纤维的纤维定向与所述基板的安装表面成一个角度。

第四方面，如第三方面所述的散热装置，所述基板中的高导热碳纤维的纤维定向与所述基板的安装表面垂直。

第五方面，如第四方面所述的散热装置，所述基板还包括多个散热片，所述散热片与所述基板一体形成，并且所述多个散热片彼此平行设置。

第六方面，如第三方面所述的散热装置，所述基板中高导热碳纤维的纤维定向从所述基板的安装表面向基板一个侧面延伸。

第七方面，如第六方面所述的散热装置，所述基板还包括多个散热片，所述散热片与所述基板一体形成于所述高导热碳纤维的纤维定向所延伸向的侧面，并且所述散热片彼此平行设置，所述散热片中的高导热碳纤维的纤维定向从所述侧面向外延伸。

第八方面，本实用新型提供一种采用如第一方面的所述散热装置的激光器，包括固定在所述基板上的泵浦源、激光晶体和非线性晶体。

第九方面，如第八方面所述的激光器，所述基板中的高导热碳纤维的纤维定向与所述基板的安装表面平行，所述泵浦源、激光晶体和非线性晶体如此布置在所述安装表面上，即所述泵浦源、激光晶体和非线性晶体沿所述高导热碳纤维的纤维定向方向依次排成一线。

第十方面，如第九方面所述的散热装置，所述泵浦源、激光晶体、非线性晶体部分嵌入在所述基板上。

第十一方面，如第八方面所述的散热装置，所述基板中的高导热碳纤维的纤维定向与所述基板的安装表面垂直。