本实用新型专利技术涉及一种半导体激光阵列的微通道热沉装置，属于激光光电子技术及其应用领域。本装置由导热性能良好的内部镂空的金属薄片热沉叠合封装构成，分别为传热层（５），微通道层（６），导流层（８），过流层（１０），底板（１４）。微通道层（６）中有ｍ条宽度为ｄ的微型通水沟道（７），并且相邻两微型通水沟道（７）之间的间距相等。微型通水沟道（７）与半导体激光阵列（１２）的发光单元（１３）按比例关系对应，达到了均匀冷却半导体激光阵列（１２）的目的，提高了半导体激光阵列（１２）的光束质量和寿命。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种半导体激光阵列的微通道热沉装置，属于激光光电 子技术及其应用领域。
技术介绍
半导体激光阵列是实现高功率激光输出的有效技术途径，然而半导体激 光阵列的高密度封装将在小面积内产生大的热量，对整个器件的寿命、阈值 电流和发射波长的热偏移、以及长期稳定工作都产生负面影响。因此常采用 五层具有不同内部镂空结构的微通道热沉对半导体激光阵列进行强制对流冷 却，通过微通道里面的冷却液带走热量，如图1所示。而对于低填充因子的 半导体激光阵列，每个发光单元在半导体激光阵列上的热分布将更加集中， 当采用传统内部镂空结构的微通道热沉对半导体激光阵列进行强制对流冷却时，如图2所示，由于微通道热沉中微型通水沟道在半导体激光阵列慢轴方 向上排列不均匀，导致半导体激光阵列衬底各部位被冷却水带走的热量不一 致，而使半导体激光阵列衬底产生变形，即产生所谓的smile效应，从而降 低了半导体激光阵列的光束质量和縮短了半导体激光阵列的寿命。
技术实现思路
针对目前内部镂空结构的微通道热沉冷却半导体激光阵列所存在的上述 缺点，本技术提出了一种半导体激光阵列的微通道热沉装置。使用本热 沉装置进行冷却，能够使半导体激光阵列衬底冷却均匀，从而提高半导体激 光阵列的光束质量和寿命。为了实现上述目的，本技术采取了如下技术方案。该装置由多片内 部镂空的矩形金属薄片热沉叠合封装构成，在其中的微通道层上设置有m个 通水沟道。所述的m个通水沟道沿着发光单元的慢轴方向均匀分布。所述的通水沟道的个数m的取值范围为lsms200。所述的通水沟道沿着发光单元慢轴方向的宽度d的取值范围为 50um^ds500um。所述的导热性能良好的金属薄片为无氧铜或CuW合金等材料。本装置中相邻两微型通水沟道之间的间距相等，冷却水经过等间距排列的微型通水沟道后，半导体激光阵列衬底得到了均匀的冷却减少了 smile效应的产生，提高了半导体激光阵列的光束质量和寿命。附图说明图1为热沉冷却半导体激光阵列的立体图图2为传统的内部镂空结构的微通道热沉的俯视图图3为微通道热沉中各内部镂空的金属薄片热沉的俯视图图4为半导体激光阵列安装在微通道热沉上时的前剖视图图中l、半导体激光热沉，2、半导体激光阵列，3、传统结构的微通道 热沉，4、通水沟道，5、传热层，6、微通道层，7、微通道层中的微型通水 沟道，8、导流层，9、导流层中的通水沟道，10、过流层，11、过流层中的 通水沟道，12、低填充因子半导体激光阵列，13、半导体激光发光单元，14、 紫铜底板。具体实施方式下面结合图3、图4对本技术作进一步说明如图3、图4所示，本实施例包括由导热性能良好的内部镂空的矩形紫 铜薄片叠合封装构成的多片式热沉，分别为传热层5、微通道层6、导流层8、 过流层10和底板14。其中微通道层6中有m条宽度为d的微型通水沟道7， 并且相邻两微型通水沟道7之间的间距相等。传热层5 —面与半导体激光阵 列12接触，另一面与微通道层6接触，在微通道层6与过流层10之间为导 流层8。导流层8上的通水沟道9与微通道层6中的微型通水沟道7相通， 过流层中的通水沟道11与导流层中的通水沟道9相通。本实施例中，导热性能良好的紫铜薄片热沉也可为无氧铜、CuW合金等 材料，微通道层6中的微型通水沟道7的数目m在l至200之间，微型通水 沟道7的宽度d在50um至500um之间。本实施例中，半导体激光阵列12选用含有19个发光单元的填充因子为 10%的低填充因子半导体激光阵列，其中发光单元13慢轴方向上的宽度为50ura。微通道层6中的微型通水沟道7的数目m为19与半导体激光阵列12 中的发光单元13的数目相等，微型通水沟道7的宽度d与发光单元13慢轴 方向上的宽度相等，并且相邻的两个微型通水沟道7之间的间距相等，如图 4所示。冷却水经过微通道层6中微型通水沟道7后进入导流层8中，通过 微型通水沟道7的冷却水带走了低填充因子半导体激光阵列12产生的大量热 量，最后冷却水从过流层10中的通水沟道11流出微通道热沉。由于在低填 充因子半导体激光阵列12的慢轴方向上，微型通水沟道7与半导体激光阵列 12上的发光单元13相对应，达到了均匀冷却半导体激光阵列12衬底的目的， 从而减少了半导体激光阵列12产生smile效应，提高了整个半导体激光阵列 的使用寿命。权利要求1、一种半导体激光阵列的微通道热沉装置，该装置由多片内部镂空的矩形金属薄片热沉叠合封装构成，在其中的微通道层上设置有m个通水沟道；其特征在于所述的m个通水沟道沿着发光单元的慢轴方向均匀分布。2、 根据权利要求1所述的一种半导体激光阵列的微通道热沉装置，其特征在 于-所述的通水沟道的个数m的取值范围为lsm《200。3、 根据权利要求l所述的一种半导体激光阵列的微通道热沉装置，其特征在 于通水沟道沿着发光单元慢轴方向的宽度d的取值范围为50ur^d《500um。专利摘要本技术涉及一种半导体激光阵列的微通道热沉装置，属于激光光电子技术及其应用领域。本装置由导热性能良好的内部镂空的金属薄片热沉叠合封装构成，分别为传热层(5)，微通道层(6)，导流层(8)，过流层(10)，底板(14)。微通道层(6)中有m条宽度为d的微型通水沟道(7)，并且相邻两微型通水沟道(7)之间的间距相等。微型通水沟道(7)与半导体激光阵列(12)的发光单元(13)按比例关系对应，达到了均匀冷却半导体激光阵列(12)的目的，提高了半导体激光阵列(12)的光束质量和寿命。文档编号H01S5/00GK201369490SQ200920105128公开日2009年12月23日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日专利技术者江 刘, 舜 尧, 王智勇 申请人:北京工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体激光阵列的微通道热沉装置，该装置由多片内部镂空的矩形金属薄片热沉叠合封装构成，在其中的微通道层上设置有ｍ个通水沟道；其特征在于：所述的ｍ个通水沟道沿着发光单元的慢轴方向均匀分布。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王智勇，尧舜，刘江，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]
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