本发明专利技术涉及二进一出分布式多通道的热沉及光纤耦合半导体激光器，该热沉包括分流台阶，以及分别密封设置在分流台阶上方的多个台阶微通道结构和下方的横向分流通道结构；分流台阶的上表面设置有多个第一台阶；分流台阶的一端设置有三个连接口，位于中间的为冷却液出流通道，位于两侧的均为冷却液进流通道；多个第一台阶上均设置有竖向分流通道结构，竖向分流通道结构包括三组竖向分流通道；横向分流通道结构上设置有三组沿X方向延伸的横向分流通道；三组竖向分流通道和三组横向分流通道均沿Y方向并排设置。本发明专利技术将现有单排单向热沉进行融合，使得热沉的体积减小了30％、重量减轻了28.8％、散热能力提升了32％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种激光芯片的热沉结构，具体涉及一种二进一出分布式多通道的热沉及光纤耦合半导体激光器。
技术介绍
1、光纤耦合半导体激光器具有体积小，电光转换效率高等优点，常被直接用于工业、医疗、军事等领域，也常用作光纤激光器的泵浦源。随着工业的发展，对光纤耦合半导体激光器的体积小型化、高功率和高功率密度、高转换效率和波长多样化等有了更高的要求。
2、如图1所示，现有一种光纤耦合半导体激光器，包括底板01、并排设置于底板上的两个热沉02、保护层03及单管激光芯片04；保护层03设置在热沉02上，单管激光芯片04设置在保护层01上。其中，热沉02包括分流台阶021、设置于分流台阶021内的一个冷却液进流通道022、一个冷却液出流通道023以及多个台阶微通道结构024。该结构存在以下缺点：
3、1、采用两个热沉02单向排布，需要占用较大的空间、采用更多的材料，不利于光纤耦合半导体激光器的小型化和轻量化；
4、2、冷却液进流通道022和冷却液出流通道023均采用圆形通孔贯穿整个分流台阶021，内部无支撑，导致分流台阶021容易在水流驱动压力下发生鼓包变形；
5、3、散热能力不足。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有光纤耦合半导体激光器体积重量较大，容易在水流驱动压力下发生鼓包变形，以及散热能力不足的技术问题，而提供一种二进一出分布式多通道的热沉及光纤耦合半导体激光器。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：</p>3、一种二进一出分布式多通道的热沉，其特殊之处在于：
4、包括分流台阶，以及分别密封设置在分流台阶上方的多个台阶微通道结构和下方的横向分流通道结构；
5、定义：分流台阶的长度方向为x方向，高度方向为z方向，与x方向和z方向均垂直的方向为y方向；
6、分流台阶的上表面沿x方向从一端至另一端设置有多个连接台阶，多个连接台阶和多个台阶微通道结构一一对应设置；分流台阶的一端yz侧面设置有三个连接口，三个连接口沿y方向并排设置，位于中间的连接口为冷却液出流通道，位于两侧的两个连接口均为冷却液进流通道；
7、多个连接台阶上均设置有竖向分流通道结构，竖向分流通道结构包括三组竖向分流通道；横向分流通道结构上设置有三组沿x方向延伸的横向分流通道；三组竖向分流通道和三组横向分流通道均沿y方向并排设置；
8、冷却液出流通道与位于中间的一组横向分流通道连通，位于中间的一组横向分流通道与多个位于中间的一组竖向分流通道均连通，多个位于中间的一组竖向分流通道分别与多个台阶微通道结构的出口对应连通，形成出流通路；
9、两个冷却液进流通道分别与位于两侧的两组横向分流通道连通，位于两侧的两组横向分流通道连通与多个位于两侧的两组竖向分流通道均连通，多个位于两侧的两组竖向分流通道分别与多个台阶微通道结构的两个入口对应连通，形成进流通路。
10、进一步地，台阶微通道结构包括沿z方向从下至上依次设置的汇流层、喷射与回流层、主冷却层及上封层；
11、汇流层上沿y方向并排设置有三个汇流区，三个汇流区均设置有多条沿y方向延伸的汇流通道；位于中间的汇流区作为台阶微通道结构的出口，与位于中间的一组竖向分流通道连通；位于两侧的两个汇流区分别作为台阶微通道结构的两个入口，与位于两侧的两组竖向分流通道对应连通；
12、喷射与回流层上沿y方向并排设置有两个喷射区和一个回流区；回流区位于中间，两个喷射区分别设置于回流区的两侧；喷射区为镂空结构，回流区设置有多条沿y方向延伸的回流通道；两个喷射区分别与位于两侧的两个汇流区对应连通，回流区与位于中间的汇流区连通；
13、主冷却层上设置有多条沿y方向延伸的冷却通道，并与两个喷射区和一个回流区均连通；
14、上封层用于对主冷却层的上部进行密封。
15、进一步地，汇流通道的宽度为0.1mm-0.5mm,间隔为0.1mm-0.5mm；回流通道、冷却通道的宽度和间隔与汇流通道的宽度和间隔分别对应相等。
16、进一步地，横向分流通道结构包括沿z方向从下至上依次设置的下封层和横向分流通道层；
17、横向分流通道设置于横向分流通道层内；
18、下封层用于对横向分流通道层的下部进行密封。
19、进一步地，位于中间的一组竖向分流通道包括两个竖向分流通道，位于两侧的两组竖向分流通道均包括三个竖向分流通道；
20、位于中间的一组横向分流通道包括两个横向分流通道，位于两侧的两组横向分流通道均包括三个横向分流通道。
21、进一步地，多个连接台阶在x方向、y方向上的尺寸均相同，在z方向上的尺寸沿x方向从一端至另一端依次减小；
22、多个连接台阶上设置的台阶微通道结构在x方向、y方向和z方向上的尺寸均相同。
23、进一步地，横向分流通道的宽度为1.5mm-2.0mm，高度为1.0mm-3.0mm；
24、竖向分流通道的高度为5.0mm-8mm，宽度与横向分流通道宽度相同；
25、相邻两个横向分流通道和竖向分流通道的间隔相等，均为0.3mm-1.0mm。
26、同时，本专利技术还提供了一种光纤耦合半导体激光器，其特殊之处在于：
27、包括前述的二进一出分布式多通道的热沉，以及多组次级热沉和多组单管激光芯片；
28、多组次级热沉、多组台阶微通道结构和多组单管激光芯片分别对应设置；
29、多组次级热沉均包括沿y方向并排设置的两个次级热沉，多组单管激光芯片包括两个单管激光芯片；各组的两个单管激光芯片分别沿y方向对应设置于各组的两个次级热沉上，形成单元激光芯片阵列。
30、进一步地，各组的两个单管激光芯片一端分别与各组的两个次级热沉相互远离一端平齐设置，另一端分别与各组的两个次级热沉相互靠近一端设有间距。
31、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
32、1、本专利技术通过采用两进一出的多通道结构，将现有单排单向热沉进行融合，从而使得热沉的体积减小了30％、重量减轻了28.8％；同时，本专利技术还通过设计横向分流通道和竖向分流通道，能够对冷却液进流通道输入的冷却液进行两次分流，再将汇流和喷射提升流速，使得散热能力提升了32％。
33、2、本专利技术中的连接口无需贯穿整个分流台阶，而是通过设置的横向分流通道结构首先将冷却液进流通道输入的冷却液进行分流，再通过横向分流通道结构将多个竖向分流通道并联，不仅可以降低整个分流台阶的高度，减小体积，并且还可以提升分流台阶的力学性能，使得分流台阶不易出现鼓包变形。
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【技术保护点】
1.一种二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一所述的二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
8.一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一所述的二进一出分布式多通道的热沉，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈琅，李特，王贞福，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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