一种用于半导体激光器的循环水冷却装置制造方法及图纸

技术编号:14909066 阅读:128 留言:0更新日期:2017-03-29 23:56
本实用新型专利技术涉及一种用于半导体激光器的循环水冷却装置,与现有技术相比解决了散热效果差、拆装不便的缺陷。本实用新型专利技术包括进水管、出水管、上导热铜块和下导热铜块,所述的上导热铜块和下导热铜块均安装在箱体内,所述的进水管和出水管均安装在壳体的同一侧部,进水管通过上直通快速接头安装在上导热铜块的进水口上,上导热铜块的出水口安装有上直角快速接头,上直角快速接头安装在串联冷却水管的一端,串联冷却水管的另一端安装有下直角快速接头,下直角快速接头安装在下导热铜块的进水口上,下导热铜块的出水口通过下直通快速接头与出水管相接。本实用新型专利技术提高了散热效率,降低了所需冷却水的流量及压强,增加了激光器使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体激光器
,具体来说是一种用于半导体激光器的循环水冷却装置。
技术介绍
在激光器设计制造
中,散热是激光器设计制造中的最重要环节之一。激光器发光光源LaserDiode(激光二极管)光功率一般为总功率的25%左右,即75%左右的能量都会转化为热量(以VioletLaserDiode为例,光功率1000MW,总功率4500MW,光功率22.2%)。而LaserDiode的稳定工作温度在20℃~30℃之间,温度波动越大,光功率越不稳定,温度过高甚至会烧坏LaserDiode,因此激光器散热就是摆在激光器设计制造中的重要问题。传统的激光器散热冷却水水路为紫铜管折弯而成,折弯成U型回路后,夹在两片式散热块中间。紫铜管外径公差都比较大,因此夹在两片散热块中间并不能很好的贴合在散热块上,空气层导热系数非常低,因此有的结构会在空气层中灌入导热硅脂,而导热硅脂的导热系数也非常低(空气层导热系数0.023W/(m·K),铜的导热系数为400W/(m·K),较好的导热硅脂导热系数也就在8W/(m·K))。而且紫铜管与冷水机连接需要焊接接头,且焊接接头与水管连接需抱箍锁紧,拆装都非常费时费力。在导热系数低的情况下如果要达到散热效果,就必须增加水流量、流速,在水流量、流速加大的同时,管内压力也相应增大,则会增加激光器损坏机率,影响激光器使用寿命。因此如何开发出一种激光器有效的散热结构且拆装省时已经成为激光器设计过程中的重要问题。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中散热效果差、拆装不便的缺陷,提供一种用于半导体激光器的循环水冷却装置来解决上述问题。为了实现上述目的,本技术的技术方案如下:一种用于半导体激光器的循环水冷却装置,包括箱体,还包括进水管、出水管、上导热铜块和下导热铜块,所述的上导热铜块和下导热铜块均安装在箱体内,所述的进水管和出水管均安装在箱体的同一侧部,进水管通过上直通快速接头安装在上导热铜块的进水口上,上导热铜块的出水口安装有上直角快速接头,上直角快速接头安装在串联冷却水管的一端,串联冷却水管的另一端安装有下直角快速接头,下直角快速接头安装在下导热铜块的进水口上,下导热铜块的出水口通过下直通快速接头与出水管相接。还包括上排405nm半导体发光阵列和下排375nm半导体发光阵列,所述的上排405nm半导体发光阵列安装在上导热铜块上,所述的下排375nm半导体发光阵列安装在下导热铜块上。所述的上导热铜块包括底座和上盖,底座内部横向设有通水管,上直通快速接头安装在通水管的进水口上,上直角快速接头安装在通水管的出水口上;底座上设有16个下凹口,上盖底部设有16个上凹口,上排405nm半导体发光阵列的16个上光纤耦合模块分别安装在16个下凹口上,上盖安装在底座上且16个上凹口分别安装在上排405nm半导体发光阵列的16个上光纤耦合模块上。所述的下凹口位于通水管的上方。所述通水管的两侧均为密封圆锥管螺纹结构。所述上光纤耦合模块的半导体发光二极管安装在下凹口上。有益效果本技术的一种用于半导体激光器的循环水冷却装置,与现有技术相比提高了散热效率,降低了所需冷却水的流量及压强,增加了激光器使用寿命,并且使激光器的后期维护、维修更加简便。附图说明图1为本技术安装在半导体激光器中的结构俯视图;图2为半导体激光器中上光纤耦合模块的结构剖面图;图3为本技术中上导热铜块的立体结构图;图4为图3的纵向剖面图;图5为图3的结构爆炸图;其中,1-半导体发光二极管、2-耦合透镜、3-光纤陶瓷插头、4-光纤、5-下光纤耦合模块、6-上光纤耦合模块、7-一号光纤输出端口、8-二号光纤输出端口、11-箱体、12-上排405nm半导体发光阵列、13-下排375nm半导体发光阵列、14-连接件、15-一号光纤束、16-二号光纤束、17-中间件、20-下导热铜块、21-进水管、22-出水管、23-上导热铜块、24-上直通快速接头、25-上直角快速接头、26-串联冷却水管、27-下直角快速接头、28-下直通快速接头、31-上盖、32-底座、33-通水管、34-下凹口、35-上凹口。具体实施方式为使对本技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识,用以较佳的实施例及附图配合详细的说明,说明如下:如图1所示,激光直写曝光机的多波长紫外半导体激光器,包括箱体11,箱体11用于各组件的安装固定。箱体11内安装有上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13,上排405nm半导体发光阵列12用于产生405nm波长,下排375nm半导体发光阵列13用于产生375nm波长,上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13在箱体11的布置可以呈镜像对应,只要方便光纤4的引出和缠绕即可。其中,光纤4可以均为石英光纤,光纤4内径均为123um,光学利用率在75%--90%之间,对375nm和405nm波段具有高透过率。箱体11的侧部设有一号光纤输出端口7和二号光纤输出端口8,一号光纤输出端口7和二号光纤输出端口8为现有技术中的光纤输出端口,其安装在箱体11的侧部。为了方便上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13上光纤4的引出,上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13分别位于一号光纤输出端口7(二号光纤输出端口8)的两侧,一号光纤输出端口7和二号光纤输出端口8只要靠近上排405nm半导体发光阵列12和下排375nm半导体发光阵列13即可。由于单颗375nm或者405nm半导体发光二极管最大只有1.1W,如果需要大于10W的半导体激光器,就需要将多个半导体发光二极管发出的光通过耦合透镜耦合进光纤,再将光纤进行捆绑。因此,上排405nm半导体发光阵列12包括16个上光纤耦合模块6,同样,下排375nm半导体发光阵列13包括16个下光纤耦合模块5。上光纤耦合模块6与下光纤耦合模块5两者结构相同,所不同的是上光纤耦合模块6的半导体发光二极管为405nm半导体发光二极管,下光纤耦合模块5的半导体发光二极管为375nm半导体发光二极管,因此上光纤耦合模块6发出405nm波长,下光纤耦合模块5发出375nm波长。16个上光纤耦合模块6和16个下光纤耦合模块5上均接有光纤4,同理,上光纤耦合模块6中接出的光纤4为405nm波长,下光纤耦合模块5接出的光纤4为375nm波长。为了实现多波长的设计要求,8个上光纤耦合模块6所接的光纤4与8个下光纤耦合模块5所接的光纤4捆绑成一号光纤束15,则一号光纤束15分别由16根光纤4捆绑而成,其中405nm波长和375nm波长各占8根。一号光纤束15接入一号光纤输出端口7,则从一号光纤输出端口7输出405nm波长和375nm波长的多波长激光信号。同理,另8个上光纤耦合模块6所接的光纤4与另8个下光纤耦合模块5所接的光纤4捆绑成二号光纤束16,二号光纤束16接入二号光纤输出端口8,则从二号光纤输出端口8也输出405nm波长和375nm波长的多波长激光信号。如图2所示,上光纤耦合模块6包括半导体发光二极管1和耦合透镜2,半导体发光二极管1和耦合透镜2均安装在中间件17上,半导体发光二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半导体激光器的循环水冷却装置,包括箱体(11),其特征在于:还包括进水管(21)、出水管(22)、上导热铜块(23)和下导热铜块(20),所述的上导热铜块(23)和下导热铜块(20)均安装在箱体(11)内,所述的进水管(21)和出水管(22)均安装在箱体(11)的同一侧部,进水管(21)通过上直通快速接头(24)安装在上导热铜块(23)的进水口上,上导热铜块(23)的出水口安装有上直角快速接头(25),上直角快速接头(25)安装在串联冷却水管(26)的一端,串联冷却水管(26)的另一端安装有下直角快速接头(27),下直角快速接头(27)安装在下导热铜块(20)的进水口上,下导热铜块(20)的出水口通过下直通快速接头(28)与出水管(22)相接。

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体激光器的循环水冷却装置,包括箱体(11),其特征在于:还包括进水管(21)、出水管(22)、上导热铜块(23)和下导热铜块(20),所述的上导热铜块(23)和下导热铜块(20)均安装在箱体(11)内,所述的进水管(21)和出水管(22)均安装在箱体(11)的同一侧部,进水管(21)通过上直通快速接头(24)安装在上导热铜块(23)的进水口上,上导热铜块(23)的出水口安装有上直角快速接头(25),上直角快速接头(25)安装在串联冷却水管(26)的一端,串联冷却水管(26)的另一端安装有下直角快速接头(27),下直角快速接头(27)安装在下导热铜块(20)的进水口上,下导热铜块(20)的出水口通过下直通快速接头(28)与出水管(22)相接。2.根据权利要求1所述的一种用于半导体激光器的循环水冷却装置,其特征在于:还包括上排405nm半导体发光阵列(12)和下排375nm半导体发光阵列(13),所述的上排405nm半导体发光阵列(12)安装在上导热铜块(23)上,所述的下排375nm半导体发光阵列(13)安装在下导热铜块(20)上。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:王厉先
申请(专利权)人:合肥芯碁微电子装备有限公司
类型:新型
国别省市:安徽;34

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