[实用新型]激光泵浦散热器、大功率激光泵浦设备

说明书

本实用新型公开一种激光泵浦散热器、大功率激光泵浦设备，其中激光泵浦散热器包括散热壳体，散热壳体的第一连接端用于连接激光泵浦源，第二连接端用于连接冷却装置；所述散热壳体设有密封腔体，所述密封腔体内设有预设量的液体；所述密封腔体的腔壁上设有蒸发面和冷凝面，所述密封腔体配置为抽吸至预设真空度，以使移动至所述蒸发面的液体在预设温度范围内蒸发。散热壳体更利于设置为一个整体，减少连接界面及连接界面热阻，并降低散热结构整体重量；移动至蒸发面的液体能够蒸发，降低第二连接端的最大热流密度，降低第一连接端至冷却装置的最高传热温差，从而能够用于降低激光泵浦源的芯片结温，提高出光效率，减少中心波长偏移幅度。

技术领域

本实用新型涉及激光泵浦技术领域，特别涉及一种激光泵浦散热器、大功率激光泵浦设备。

背景技术

大功率激光芯片尺寸通常为4毫米×0.5毫米×0.15毫米(单颗芯片的光功率10～45W，发光效率45～65％)，大功率激光芯片通过预制在COS基板(COS，Chip On Submount，是指芯片封装在作为热沉的基板上；COS基板材料通常为氮化铝，尺寸约5毫米×4毫米×0.45毫米)上的金锡焊盘与之连接(部分电气连接采用金线绑定)组成大功率激光COS芯片。大功率激光泵浦主要由多个(通常大于等于10个)大功率激光COS芯片、电气连接线路、光耦合光学透镜、光纤、固定支架及壳体结构组成，主要发热源为大功率激光芯片。其中激光COS芯片、电气连接线路、光耦合光学透镜等通常称为激光泵浦源或激光泵浦。现有的大功率(大于200瓦)激光泵浦通常采用无氧铜(纯铜)实心底座的散热结构(厚度约为9～15毫米左右)作为二级热沉，大功率激光COS芯片采用锡合金焊片焊接在底座的上表面的局部位置，底座的下表面全部通过导热硅脂(或导热硅胶)与铝制水冷板形式的冷却装置连接进行散热。

现有的散热底座，无氧铜(纯铜)选薄了热流密度扩散不开，局部高热流密度直接加载在导热硅胶(导热硅脂)界面及水冷板壁的外侧上，从而导致其导热温差和水冷板壁内测水强制对流的温差很大；选厚了导热热阻升高而导致底座的导热温差很大。现有的散热底座难以降低芯片的结温，从而导致出光效率低且中心波长偏移大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种激光泵浦散热器，旨在降低芯片的结温。

为实现上述目的，本实用新型提出的激光泵浦散热器，包括散热壳体，所述散热壳体包括相对设置的第一连接端和第二连接端，所述第一连接端用于连接激光泵浦源，所述第二连接端用于连接冷却装置；所述散热壳体设有密封腔体，所述密封腔体内设有预设量的液体；所述密封腔体的腔壁上设有蒸发面和冷凝面，所述蒸发面、所述冷凝面分别设置在所述密封腔体靠近所述第一连接端的腔壁上、所述密封腔体靠近所述第二连接端的腔壁上，所述密封腔体配置为抽吸至预设真空度，以使移动至所述蒸发面的液体在预设温度范围内蒸发。

可选地，所述第一连接端上设有安装凹腔，所述安装凹腔用于安装所述激光泵浦源。通过设置安装凹腔，使激光泵浦源的安装更直接、方便。

可选地，所述蒸发面和/或所述冷凝面上设有凹陷和/或凸起。凹陷和/或凸起增加了蒸发面和/或冷凝面的表面积，提高液体相变转换功率，能够用于降低蒸发端和冷凝端的热阻，进一步降低激光泵浦源的芯片结温。

可选地，所述凹陷设置为槽状或孔状。凹陷设置为槽状或孔状，使凹陷能够通过机加工方便地机加成型，提高了散热壳体制造效率。

可选地，所述密封腔体的腔壁上覆盖有介面层，所述介面层用于增加所述液体的可浸润性和/或用于提高所述液体沿所述介面层的移动能力。介面层通过增加液体的可浸润性和/或用于提高液体沿介面层的移动能力，进一步提高了液体相变转换效率，能够用于降低蒸发端和冷凝端的热阻，进一步降低激光泵浦源的芯片结温。

可选地，所述介面层设置为铜粉烧结层或铜丝网压焊层，和/或所述介面层的厚度介于0.1毫米至0.6毫米之间。介面层的厚度介于0.1毫米至0.6毫米之间，进一步提高了液体的可浸润性和/或液体沿所述介面层的移动能力。