[实用新型]一种针对面发射激光芯片的高功率模块

权利要求书

1.一种针对面发射激光芯片的高功率模块，包括多条冷板，其特征在于：每条冷板封装有若干个面发射激光芯片，多条冷板堆叠形成具有堆栈式散热结构的高功率半导体激光器模组。

2.如权利要求1所述的高功率模块，其特征在于：

每条冷板各自封装成单独模块；

每条冷板设置有电极模块；

每条冷板上封装多个面发射激光芯片，依次排列、相互串联，且与电极模块串联；

每条冷板上封装的多个面发射激光芯片排列成一排；多条冷板的面发射激光芯片排列成芯片阵列。

3.如权利要求2所述的高功率模块，其特征在于：

面发射激光芯片为COS模块，包括面发射激光器及热沉，通过热沉一体焊接于冷板；面发射激光芯片产生的热量通过热沉传到冷板散热；

所述冷板为高导热金属板；

冷板表面形成限位阶梯槽，面发射激光芯片对齐地焊接于阶梯槽内；冷板上设置的电极模块与面发射激光芯片表面存在阶梯落差距离，避免连接电线直接接触冷板发生短路。

4.如权利要求2所述的高功率模块，其特征在于：

面发射激光芯片的发光面设置有准直透镜，调整面发射激光芯片光束的均匀性；

一排面发射激光芯片的发光面设置一条准直透镜，调整一排面发射激光芯片光束的均匀性；

面发射激光芯片阵列发光面设置多排平行的准直透镜，调整面发射激光芯片阵列光束的均匀性；

所述准直透镜由准直透镜支架固定在冷板封装有面发射激光芯片的一侧；

准直透镜的设置原则：面发射激光芯片的发射光达到准直透镜时，光束宽度在准直透镜镜片宽度作用面范围以内，以保证合光效率，以及整体模块出光光斑的均匀性。

5.如权利要求4所述的高功率模块，其特征在于：准直透镜的设置原则：发射激光芯片的发射光达到准直透镜刚好在镜片宽度作用面临界以内，保证合光效率；相邻冷板之间合光时，上下两排光束合束互不干扰；

在准直透镜宽度方向的两侧只有用于点胶固定透镜的余量位置；

面发射激光芯片的发射光为发散光束；

所述面发射激光芯片为HCSEL或VCSEL芯片。

6.如权利要求1~5任一项所述的高功率模块，其特征在于：

每条冷板内加工有冷却液流道以及与流道连通的进水口和出水口，用于供冷却液由进水口分别导入流道且由出水口排出，从而给面发射激光芯片散热；

冷板内的流道由密封垫来密封；多条冷板层层压合，压紧密封垫。

7.如权利要求6所述的高功率模块，其特征在于：

所述每条冷板内的流道为独立设置，多条冷板内的流道之间相互并联；每条冷板的进水口之间连通、出水口之间连通；由至少一个进水口外接进水管以接入冷却液、至少一个出水口外接出水管以排出冷却液带走热量。

8.如权利要求7所述的高功率模块，其特征在于：

冷板内的流道为宏通道流道；

流道是由冷板顶面或底面形成的一条开槽，槽口由密封垫密封，由密封垫隔离各条流道；密封垫对应冷板内的流道的进水口和出水口设置开孔，从而使各层冷板的流道的进水口之间连通、出水口之间连通；

所述流道内设计有弯道，以加长流道来加大换热效率；

流道内设置有若干条突出鳍片形成类似散热片的结构；

所述流道内在靠近面发射激光芯片处设置凹槽回流结构。

9.如权利要求8所述的高功率模块，其特征在于：

每条冷板内的流道沿面发射激光芯片排列的长度方向延伸；

面发射激光芯片设置于冷板长度方向的外壁表面；

突出鳍片上在冷却液流向的背侧进一步形成凹槽结构，从而形成凹槽回流结构；

若干条突出鳍片也为平行排列，沿冷板宽度方向自封装芯片的一侧向另一侧方向延伸，突出地设置在流道中与流向方向垂直或成一定角度地抵挡冷却液流动；流道的与芯片安装侧相对的另一内侧壁，与突出鳍片相对应地形成弯道。

10.如权利要求8所述的高功率模块，其特征在于：

各层冷板在流道周边和/或流道内设置有安装孔，冷板之间以及密封垫与冷板之间通过紧固件与安装孔配合而紧固压合；

所述多条冷板堆叠的最上层冷板作为顶部密封板；顶部密封板的底部设置流道，顶部设置安装槽，安装槽底壁设置有另一层密封垫以覆盖和密封流道内的安装孔位置，安装槽内置适配的隔离板，隔离板压合密封所述另一层密封垫且与顶部密封板紧固在一起，从而形成整体的防漏结构。