[发明专利]大功率半导体激光器的散热系统及其控制方法

说明书

本发明公开了大功率半导体激光器的散热系统，包括储液箱，储液箱内储存有液态金属，储液箱的一端连接有抽液管，储液箱的另一端依次连接有液态金属电磁泵和送液管，抽液管与送液管之间通过散热装置连接，抽液管上设置有抽液管散热片，储液箱上设置有储液箱散热片。本发明大功率半导体激光器散热系统不仅可对大功率半导体激光器实现高效降温，同时采用液态金属由电磁泵代替传统的机械泵对大功率半导体激光器提供降温动力源；液态金属电磁泵的结构简单、成本低廉、磨损小且运行安全、稳定。

技术领域

本发明属于散热技术领域，具体涉及大功率半导体激光器的散热系统，本发明还涉及散热系统的控制方法。

背景技术

半导体激光器作为一种固态激光器，其应用领域是比较广泛的。但半导体激光器在产生激光的同时也会产生大量热量，现有的半导体激光器的散热装置大多采用一种方式进行散热，即通过散热片来散热，可是散热片的散热密度小，而且有大量的热量释放到空气中，使半导体激光器周围的温度急剧升高；尤其是使用大功率半导体激光器时，因其功率较大，产生的热量较多，散热片很难持续降温；为了降低温度，可选择在散热片上增加风扇；但半导体激光器的工作环境是密闭式的，散热风扇吹出的风虽然能即时带走热量，可是随着密闭空间内的温度升高，散热风扇的散热力度也越来越小。

而将半导体激光器与水冷结构性结合，虽然能降温，但也存在如下问题：(1)水冷结构需与机械泵配合工作，但随着时间的累积，机械泵会因磨损较快而导致整个结构瘫痪；(2)大功率半导体激光器的密度大，散热力度也强，随着时间的累积，当温度达到水的沸点时会直接导致整个散热结构及半导体激光器的损坏。

因此，现有的半导体激光器的散热装置还需要进一步的改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种大功率半导体激光器的散热系统，解决了大功率半导体激光器在使用过程中很难持续降温、且散热较慢以及机械泵磨损严重的问题。

本发明所采用一种的技术方案是，大功率半导体激光器的散热系统，包括储液箱，储液箱内储存有液态金属，储液箱的一端连接有抽液管，储液箱的另一端依次连接有液态金属电磁泵和送液管，抽液管与送液管之间通过散热装置连接，抽液管上设置有抽液管散热片，储液箱上设置有储液箱散热片。

本发明的特点还在于：

散热装置包括散热块a，散热块a内设置有空腔，散热块a的两端分别与抽液管和送液管连接，散热块a的上表面设置有至少两个散热片a，散热块a的下表面设置有半导体制冷片a。

散热装置还包括与散热块a相对设置的散热块b，散热块b内设置有空腔，散热块b的两端分别与抽液管和送液管连接，散热块b的下表面设置有至少两个散热片b，散热块b的上表面设置有半导体制冷片b，半导体制冷片a与半导体制冷片b对应设置。

散热块a与散热块b的两端分别设置有U型送液支管和U型抽液支管的管道引入口，U型送液支管上设置有送液管的管道引入口，U型抽液支管上设置有抽液管的管道引入口，散热块a和散热块b的同侧与送液管之间通过U型送液支管相连，散热块a和散热块b的另一同侧与抽液管之间通过U型抽液支管相连。

液态金属电磁泵包括内管，内管的外侧套设有外管，外管的下部外侧套设有电磁线圈组件，电磁线圈组件通过变压器连接有交流电源，外管的底部连接有加热器座，加热器座内设置有电热棒插槽，电热棒插槽内设置有电热棒，电热棒连接有控制器，加热器座的外侧套设有外罩，外罩与电磁线圈组件的底部相连。

电磁线圈组件包括线圈骨架，线圈骨架套设在外管的外侧，线圈骨架上缠绕有电磁线圈。

内管的两端相通，内管的顶端延伸至外管的顶端上方，内管的顶端为喇叭型的泵出口，外管靠近顶部的位置沿径向设置扩容腔，扩容腔的侧面设置泵入口。

本发明所采用的另一种技术方案是，大功率半导体激光器的散热系统的控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：