[实用新型]一种宏通道液冷高功率半导体激光器

说明书

本实用新型提供一种宏通道液冷高功率半导体激光器，包括激光模块(1)、热沉模块(2)和水道模块(3)，热沉模块(2)包括热沉主体(21)、设置于热沉主体(21)上端的出水孔(22)、设置于热沉主体(21)下端的进水孔(23)，出水孔(22)前端对应设置有集水孔(24)，进水孔(23)前端对应设置有布水孔(25)。本实用新型提供的一种宏通道液冷高功率半导体激光器，激光器的各部分配合设计，大大提高了热沉散热效率，可以实现大功率激光器的稳定、高效散热。

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器技术领域，具体涉及一种宏通道液冷高功率半导体激光器。

背景技术

激光技术是新世纪一项重要的科学技术，高功率半导体激光器是激光行业的核心组成部分，在激光显示、材料加工、激光通信，激光医疗、3D打印等领域具有广泛应用，半导体激光器因体积小、重量轻、寿命长、功耗低、波长覆盖广的特点，特别适用于激光医疗设备。

市场对激光器输出的功率要求越来越大，如何使光功率输出最大化，达到激光器的长期稳定性及可靠性，关键在于提高激光器散热能力。目前普遍采用的散热方式有微通道水冷型、传导冷却型以及一般的通水冷却，微通道水冷容易导致微通道管壁腐蚀或者堵塞，传导冷却和一般的通水冷却散热效率较低，难以应用于高功率激光器。

发明内容

本实用新型为解决现有技术中存在的高功率半导体激光器散热效率低，加工成本高的问题，提供一种宏通道液冷高功率半导体激光器，设计一种新结构热沉，加工要求简单，大大提高散热效率，在保证散热效率的条件下可以放置更多的激光单元，从而提升激光器功率。

本实用新型提供一种宏通道液冷高功率半导体激光器，包括激光模块、热沉模块和水道模块，热沉模块包括热沉主体、设置于热沉主体上端的出水孔、设置于热沉主体下端的进水孔，出水孔前端对应设置有集水孔，进水孔前端对应设置有布水孔，布水孔、集水孔之间的水流空间为内腔。进水孔在下，出水孔在上的设置便于散热齿与冷却水的充分接触，同时在进水孔、出水孔前端设置布水孔、集水孔增加冷却水的流程和流速，进一步提高热沉的散热效率。

本实用新型提供一种宏通道液冷高功率半导体激光器，作为优选方式，布水孔、集水孔为跑道型，布水孔、集水孔横向长度大于纵向长度，布水孔、集水孔和相应进水孔、出水孔的重叠面积小于进水孔、出水孔横截面积。布水孔、集水孔设置为扁平的跑道型，增加了冷却水的流程，便于散热齿与冷却水的充分接触，同时布水孔、集水孔和相应进水孔、出水孔的重叠面积即有效出水面积占横截面积的15％～40％，提高了冷却水的水流速度，从而有效提高了热沉的散热效率。

本实用新型提供一种宏通道液冷高功率半导体激光器，作为优选方式，热沉模块还包括设置于布水孔、集水孔前端的散热齿和用于固定散热齿的散热齿背板，散热齿分布面积与内腔面积相同，散热齿背板与热沉主体焊接密封。散热齿和散热齿背板都采用良导热材料，激光模块工作时产生的热量传导至散热齿背板和散热齿，散热齿分布与整个水流内腔，与冷却水充分接触，从而达到有效散热；在热沉结构设计中，增加散热齿长度，从而增大了水流的内腔空间，提高散热效率；散热齿背板与热沉主体通过焊接密封在一起，避免冷却水渗透影响激光模块工作。

本实用新型提供一种宏通道液冷高功率半导体激光器，作为优选方式，热沉模块后部上下两端分别设置有引线安装槽，热沉模块后部还设置有水道安装孔。热沉模块后部的引线安装槽中心对称设计，避免热沉主体重量分布不均匀，热沉模块后部中间位置均匀设置有四个水道安装孔，热沉模块和水道模块通过螺栓固定。

本实用新型提供一种宏通道液冷高功率半导体激光器，作为优选方式，水道模块包括设置于底端与进水孔、出水孔对应连接的进水口、出水口，水道模块后部设置有前盖安装孔、热沉安装孔和引线孔，热沉安装孔与水道安装孔相对设置，引线孔和引线安装槽相对设置。进水口与进水孔、出水口与出水孔的直径相同，进水孔、出水孔的直径约占热沉主体宽度的1/3，热沉主体高度的1/3～1/4，同时增大了进水孔、出水孔的深度，增加了冷却水的流量。