激光泵浦散热器、大功率激光泵浦设备制造技术

本实用新型专利技术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。移幅度。移幅度。

【技术实现步骤摘要】
激光泵浦散热器、大功率激光泵浦设备


[0001]本技术涉及激光泵浦
，特别涉及一种激光泵浦散热器、大功率激光泵浦设备。

技术介绍

[0002]大功率激光芯片尺寸通常为4毫米
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0.5毫米
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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
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4毫米
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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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本技术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。
[0005]为实现上述目的，本技术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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]可选地，所述第一连接端到所述冷凝面的壁厚介于4毫米至6毫米之间，所述冷凝面到所述第二连接端的壁厚介于1.5毫米至3.5毫米之间，综合了密封腔体的强度、导热及热流密度扩散结果，能够用于进一步降低激光泵浦源的芯片结温。
[0012]可选地，所述散热壳体包括第一壳体段和第二壳体段，所述第一壳体段与所述第二壳体段相扣合以形成所述密封腔体。散热壳体包括相扣合的第一壳体段和第二壳体段，使散热壳体的制造更加便利。
[0013]可选地，所述第一壳体段与所述第二壳体段之间设有真空扩散焊接层，所述真空扩散焊接层的两端分别与所述第一壳体段、所述第二壳体段连接；和/或所述散热壳体上设有预留注液孔和封堵所述预留注液孔的封堵结构。真空扩散焊接层降低了第一壳体段、第二壳体段之间的连接界面热阻，提高了散热壳体的传热及散热能力。散热壳体上设有预留注液孔和封堵预留注液孔的封堵结构，使散热壳体能够方便地在密封之前注入液体，并在注入液体后保证密封效果。
[0014]本技术还提出一种大功率激光泵浦设备，包括激光泵浦源以及上述激光泵浦散热器，所述激光泵浦源包括至少一颗安装在所述第一连接端上的大功率激光芯片，所述大功率激光芯片的功率大于等于10瓦。激光泵浦源包括至少一颗功率大于等于10瓦的激光芯片，使大功率激光泵浦设备在激光泵浦散热器优良的传热及散热作用下，实现了大功率输出。
[0015]本技术的技术方案中散热壳体设有用于连接激光泵浦源的第一连接端和密封腔体，密封腔体内设有预设量的液体且配置为抽吸至预设真空度，使得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用于在预设温度范围内蒸发，对应的蒸气在冷凝面上冷凝，降低第二连接端的最大热流密度，使冷却装置降低最大导热温差，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。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0017]图1为本技术激光泵浦散热器一实施例的剖视图。
[0018]图2为图1中A处的局部放大图。
[0019]附图标号说明：
[0020]标号名称标号名称1散热壳体11第一壳体段111第一连接端1111安装凹腔12第二壳体段121第二连接端13密封腔体131蒸发面1311凹陷132冷凝面133介面层
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[0021]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光泵浦散热器，其特征在于，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。2.如权利要求1所述的激光泵浦散热器，其特征在于，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。3.如权利要求1所述的激光泵浦散热器，其特征在于，所述蒸发面和/或所述冷凝面上设有凹陷和/或凸起。4.如权利要求3所述的激光泵浦散热器，其特征在于，所述凹陷设置为槽状或孔状。5.如权利要求1所述的激光泵浦散热器，其特征在于，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。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：邓作波，邓清，
申请(专利权)人：深圳市润芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：