CN111490448B - 一种激光器模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光器模块，其包括金属底板，所述金属底板的上端面设置有激光元器件，所述金属底板的下端面连接有底座，所述底座上设置有液冷腔和与液冷腔连通的进水口和出水口，所述金属底板的下端面上设置有用于延长液冷腔内液体流动时间的流道分隔板和用于增加液冷腔内液体流阻的扰流结构，本发明不仅结构简单、加工方便，而且能够有效地满足大功率设备的散热性能。

Description

一种激光器模块
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，是一种能实现液冷功能的激光器模块。
背景技术
随着科技的不断发展，大功率加工制造设备已被广泛应用于装备制造业，由于大功率加工制造设备的内部部分模块工作时会产生大量的热量，故需要在该发热模块处布置相应的散热组件对其进行降温，防止其由于温度过高损毁。
目前散热组件主要采用风冷散热组件或液冷散热组件，液冷散热组件相较于风冷散热组件具有更好的散热性能，故目前大功率加工制造设备一般采用液冷降温。现有技术中的液冷散热组件的结构一般采用在液冷腔设置流道分隔板从而形成多个并联连通的导流通道，并配合金属底板上的散热鳍片实现散热，如中国专利CN201115234、CN208300202、CN206024400所示，上述专利的导流通道虽然可以一定程度上延长液冷腔内液体流动时间并带走一定的热量，但是对于发热量大的设备(如光纤激光器的泵浦模块等)，导流通道的设置往往无法满足散热性能要求，特别是在底座由非导热材料制成的情况下。
液冷散热组件一般为通过将激光器模块与液冷散热组件的盖板实现热交换从而散热，如中国专利CN202159888U和CN206962242U所示，上述技术方案均存在以下问题：激光器模块的金属底板与水冷板盖板之间由于存在细微间隙或中间导热垫导热系数低，从而导致水冷散热效果不佳。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明公开了一种新型的激光器模块，不仅结构简单、加工方便，而且能够有效地满足大功率设备的散热性能。
为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种激光器模块，包括金属底板，所述金属底板的上端面设置有激光元器件，所述金属底板的下端面连接有底座，所述底座上设置有液冷腔和与液冷腔连通的进水口和出水口，所述金属底板的下端面上设置有用于延长液冷腔内液体流动时间的流道分隔板和用于增加液冷腔内液体流阻的扰流结构。
在本发明的一种优选实施方案中，所述扰流结构为垂直设置于所述金属底板端面上的扰流柱。
在本发明的一种优选实施方案中，所述扰流柱形状为圆柱状或/和长条状或/和V形状。
在本发明的一种优选实施方案中，相邻两个所述分隔板之间设置有与其垂直布置的加强筋。
在本发明的一种优选实施方案中，所述分隔板的两侧设置有与其平行布置的加强肋。
在本发明的一种优选实施方案中，所述加强肋与所述分隔板之间设置有加强筋。
在本发明的一种优选实施方案中，所述底座上设置有多个液冷腔。
在本发明的一种优选实施方案中，所述底座采用塑料制成。
在本发明的一种优选实施方案中，所述底座和所述金属底板之间设置有橡胶密封圈。
在本发明的一种优选实施方案中，激光器模块为半导体激光器模块。
本发明的有益效果是：本发明结构紧凑、可靠性高、安装工艺简单、散热性能好、稳定性高，同时相对于传统的安装方式提高了导热系数，从而提高了散热效果，而且相对于现有技术在能够实现同样热量的传导下，水冷板的体积更小、重量更轻；本发明通过将激光器模块的金属底板与水冷板两者合二为一，开发为一个整体零件，从而消除两者结合面之间的细微间隙，也大大提高了热传导的导热系数，同时也可缩减水冷板达到热平衡状态的时间；进一步的，通过在金属底板上增加扰流结构，从而有效地延缓了液冷腔内液体流动的流速、增加了金属底板与液体接触的时间、提高了金属底板的散热效率，从而使得本发明能够有效地适合各种大功率设备发热位置的冷却降温；进一步的，本发明公开的多种扰流柱可以根据散热量需要合理组合布置；进一步的，本发明通过在分隔板旁增加加强肋和加强筋，不仅有效地增加了分隔板的强度、方便了其加工制造，而且提高了金属底板与液冷腔内液体的接触面积，进一步提高了散热效率；进一步的，本发明的底座采用塑料制成，其便于加工制造且成本较低。
附图说明
图1是本发明实施例一种激光器模块示意图；
图2是本发明实施例一种激光器模块示意图；(金属底板上端面的激光元器件已隐藏)
图3是本发明实施例一种激光器模块的金属底板示意图；
图4是本发明实施例一种激光器模块的金属底板示意图；
图5是本发明实施例一种激光器模块的金属底板示意图；
图6是本发明实施例一种激光器模块的金属底板示意图；
图中：1-底座、2-金属底板、3-进水口、4-出水口、5-流道分隔板、6-扰流结构、7-加强筋、8-加强肋、9-橡胶密封圈、1.1-
液冷腔、2.1-激光元器件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由说明书附图所示，由本发明的说明书附图可知，本发明公开了一种激光器模块，包括底座1，底座1优选塑料制成，底座1上设置有液冷腔1.1和与液冷腔1.1连通的进水口3和出水口4，液冷腔1.1上方盖设有金属底板2，金属底板2为激光器模块自带件，金属底板2的上端面上设置有激光元器件，金属底板2与液冷腔1.1通过螺钉螺纹固接，金属底板2的下端面上设置有用于延长液冷腔1.1内液体流动时间的流道分隔板5，多个流道分隔板5相互间隔平行错位布置，从而形成S形的流道，流道分隔板5的高度可以略大于液冷腔1.1的深度，这样可以保证液冷腔1.1内由流道分隔板5分隔开的两个流道水流不窜流，金属底板2的设置有流道分隔板5的端面上还设置有用于增加液冷腔1.1内液体流阻的扰流结构6。
本发明的扰流结构6为垂直设置于金属底板2端面上的扰流柱或者散热翅条，扰流柱形状为圆柱状或/和长条状或/和V形状，金属底板2上的扰流柱可以采用上述形状状中的一种或者多种，其根据散热需要来选择。
优选地，本发明的相邻两个分隔板5之间设置有与其垂直布置的加强筋7。分隔板5的两侧设置有与其平行布置的加强肋8。加强肋8与分隔板5之间设置有加强筋。
优选地，底座1上设置有多个液冷腔1.1，底座1和金属底板2之间设置有橡胶密封圈。
应当理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光器模块，包括金属底板（2），所述金属底板（2）的上端面设置有激光元器件，其特征在于：所述金属底板（2）为激光器模块自带件，所述金属底板（2）的下端面连接有底座（1），所述底座（1）上设置有液冷腔（1.1）和与液冷腔（1.1）连通的进水口（3）和出水口（4），所述金属底板（2）的下端面上设置有用于延长液冷腔（1.1）内液体流动时间的流道分隔板（5）和用于增加液冷腔（1.1）内液体流阻的扰流结构（6）。
2.根据权利要求1所述的激光器模块，其特征在于：所述扰流结构（6）为垂直设置于所述金属底板（2）端面上的扰流柱。
3.根据权利要求2所述的激光器模块，其特征在于：所述扰流柱形状为圆柱状或/和长条状或/和V形状。
4.根据权利要求1所述的激光器模块，其特征在于：相邻两个所述分隔板（5）之间设置有与其垂直布置的加强筋（7）。
5.根据权利要求1所述的激光器模块，其特征在于：所述分隔板（5）的两侧设置有与其平行布置的加强肋（8）。
6.根据权利要求5所述的激光器模块，其特征在于：所述加强肋（8）与所述分隔板（5）之间设置有加强筋（7）。
7.根据权利要求1所述的激光器模块，其特征在于：所述底座（1）上设置有多个液冷腔（1.1）。
8.根据权利要求1所述的激光器模块，其特征在于：所述底座（1）采用塑料制成。
9.根据权利要求1所述的激光器模块，其特征在于：所述底座（1）和所述金属底板（2）之间设置有橡胶密封圈（9）。
10.根据权利要求1所述的激光器模块，其特征在于：激光器模块为半导体激光器模块。
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