[实用新型]一种应用于高功率发光器件的散热结构

说明书

本实用新型公开了一种应用于高功率发光器件的散热结构，包括：表面发射高功率激光的发光器件，所述发光器件为薄层型的发光器件,所述发光器件的一面为发光面,另一面为冷却面，所述发光器件的厚度为A，所述发光器件发光区域的直径为B，A＜B/5；快速流动的冷却流体层，所述冷却流体层设置在所述冷却面的下面，用于吸收、传导所述发光器件的热量，且所述冷却流体层与所述冷却面最小距离为C，C＜B/5；支撑透镜，设置在所述发光面上用于对所述发光器件支撑和导光，所述支撑透镜的厚度为D，D5A。能够提高高功率发光器件的散热能力，从而达到提升发光器件功率的目的。

技术领域

本实用新型涉及高功率光学技术领域，特别是涉及一种应用于高功率发光器件的散热结构。

背景技术

高功率发光器件在工程照明、激光武器等领域有着广泛的应用，高功率的光往往伴随着高功率的废热，如何将废热快速导走是高功率光学领域的一项重要技术。

随着技术的进步，发光器件可以做的越来越薄，以报道的高功率光泵浦半导体垂直腔面发射激光器OP-VECSEL为例，半导体芯片1的厚度仅为数微米，最新报道的半导体薄膜外腔表面发射激光器MECSEL芯片厚度甚至可以做到1微米以下，而他们采用的散热方式如图1所示，其技术方法为：先利用高热导系数材料2(金刚石、SiC等)将热源处热能扩散，再经铜热沉，再利用水冷结构3将热能带走。这种扩散后带走热量的方法在光斑尺寸较小的情况下效果比较明显，随着激光功率的提升，增益区工作面积的扩大，光斑中心很难被带走，随着热量的积累，增益区中心温度很高。发光区域尺寸的大小限制了发光器件的发光功率，OP-VECSEL光斑尺寸最大只做到了1mm左右，最高功率记录是106W。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种应用于高功率发光器件的散热结构,能够提高高功率发光器件的散热能力，从而达到提升发光器件功率的目的。

本实用新型实施例所采用的技术方案是：一种应用于高功率发光器件的散热结构，包括：表面发射高功率激光的发光器件，所述发光器件为薄层型的发光器件,所述发光器件的一面为发光面,另一面为冷却面，所述发光器件的厚度为A，所述发光器件发光区域的直径为B，A＜B/5；快速流动的冷却流体层，所述冷却流体层设置在所述冷却面的下面，用于吸收、传导所述发光器件的热量，且所述冷却流体层与所述冷却面最小距离为C，C＜B/5；支撑透镜，设置在所述发光面上用于对所述发光器件支撑和导光，所述支撑透镜的厚度为D，D5A。

根据本实用新型实施例的应用于高功率发光器件的散热结构，至少具有如下有益效果：本申请在薄层型的发光器件基础上，通过减少产生废热区域至设定冷却流体层各层材料的厚度，来减小热程提高器件散热能力，发光区域面积的大小对发光区域中心温度的影响不大，从而可以通过扩大发光区域面积提升发光器件功率，支撑透镜起着光传输和对薄层发光器件物理支撑的双重作用，冷却流体负责吸收废热并采用热对流的方式将废热带走。

根据本实用新型的一些实施例，所述冷却面与所述冷却流体层间设有功能层。

根据本实用新型的一些实施例，所述功能层为保护功能层。

根据本实用新型的一些实施例，所述保护功能层为防腐层或防冲击层。

根据本实用新型的一些实施例，所述防腐层为防氧化材料

根据本实用新型的一些实施例，所述防冲击层为硬质材料层。

根据本实用新型的一些实施例，所述功能层为反射层。

根据本实用新型的一些实施例，所述功能层为散热功能层。

根据本实用新型的一些实施例，所述散热功能层为多孔材料层或散热翅。