[实用新型]一种脉冲式大功率激光器的散热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种散热装置，具体地为一种脉冲式大功率激光器的散热装置。

背景技术

随着现代工业的发展，高功率激光器的应用已经涉及到人们社会生活的许多领域，如检测、加工、通信等等，其具有广阔的前景和巨大的潜在市场，是世界各国研究的热点。目前高功率激光器所面临的主要问题是激光器的稳定工作时间较短，这在很大程度上限制了其实际应用。激光器的稳定工作时间主要和激光器的热耗散有关，由于转换效率等因素，发光器件的集成导致热富集，热富集将造成激光器有源区结温升高，从而降低激光器的光电转换效率，使激光器的中心波长发生温漂，此外激光器的结温将会在有源区引入缺陷。因此高功率激光器的稳定工作时间与结温有直接的关系。通常情况下，高功率激光器的工作结温低于250℃时，激光器可获得最大的光电转换效率；工作结温低于500℃时，激光器可稳定的工作；而当工作结温高于500℃时，激光器的性能将很快变坏甚至失效。因此要获得长稳定工作时间的高功率激光器就必须设计制作合适的散热系统。

在激光器散热系统的现有技术中，如图1所示，包括高功率激光器1，导热硅脂2，半导体制冷片3，散热片4，风扇5，和系统外壳6。高功率激光器1以脉冲方式工作，产生的热量被半导体制冷片3迅速搬运到散热片4上；导热硅脂2的作用主要是使得激光器与半导体制冷片的表面以及半导体制冷片与散热片的表面充分接触，增大导热的横截面积，避免由于表面不平整未能充分接触从而产生的热阻；风扇5对着散热片吹，使得散热片上的热量以热对流的形式与空气进行热交换；最后所有的热量都是通过外壳6散发到外界环境中。由于这种系统中风扇将散热片上的热量以热对流的形式交换到空气中，而空气又与激光器是相互接触的，故空气中的热量也会传输到激光器上，这样会增加半导体制冷片的工作负担，降低其制冷效率，从而减少激光器的稳定工作时间；其次散热片上的热量被交换到周围的空气当中，而空气又与系统外壳充分接触，故热量很快会转移到系统外壳上，这样会导致系统外壳温度迅速升高，从而烫伤人手，直接导致系统的工作时间变短。

还有一些采用相变材料的散热装置，如中国发明专利公开号为CH101471538A、名称为《相变散热装置》中公布一种相变散热装置和激光器，所述相变散热装置包括蒸发室和冷凝室,以及用于将被散热物体发出的热量传导至蒸发室的导热端,所述导热端包括吸热组件,所述吸热组件包覆于被散热物体的四周;该方案中将激光器散发的热量最终传递到冷凝室，最后从设置在冷凝室上的半导体制冷芯片传递出去，直接让热量向外散热，而这样传递出去的热量可能很多，当设置在仪器中时会固定的朝一个方向散发大量热量，使这个方向温度过高，会对其他仪器造成影响，而且当设置在手提式激光器中时，散发的大量热量可能会烫伤使用者，造成严重的烫伤。

实用新型内容

为此，本实用新型为解决现有技术中散热过程快，散发热量大造成的影响其他仪器或烫伤人的问题，为解决上述技术问题，本实用新型提供一种利用相变材料先存储热量再缓慢散发热量的延长脉冲式大功率激光器工作时间的散热装置及方法。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种脉冲式大功率激光器的散热装置，包括与激光器贴合的导热装置，该导热装置连接有至少一个导热管，所述导热管的一端与该导热装置连接，其另一端伸入密封的相变材料内。

优选地，所述导热装置包括半导体制冷片和导热金属块，所述半导体制冷片直接与所述激光器贴合，所述导热金属块一端与所述半导体制冷片贴合，另一端与所述导热管连接。

优选地，所述导热管设置2-10根。

优选地，所述导热管伸入所述相变材料内的长度不小于所述导热管长度的2/3。

所述相变材料为相变蜡。

所述半导体制冷片与所述激光器接触面均匀涂有导热材料。

所述导热金属块为紫铜，所述导热金属块的表面均匀涂有导热材料。

所述导热管与所述相变材料的接触部分密封。

还包括容纳散热装置的外壳，所述外壳内侧壁设置有防水装置，所述外壳与所述导热金属块和所述密封的相变材料的外表面接触。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，