CN115241734B - 单管激光芯片的均温轻量化热沉及光纤耦合半导体激光器 - Google Patents
单管激光芯片的均温轻量化热沉及光纤耦合半导体激光器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种单管激光芯片的均温轻量化热沉及光纤耦合半导体激光器，以解决单管激光芯片的散热结构热传递路径长、热阻大、整体重量大，且各个单管激光芯片传导路径长短不一致导致结温均匀性差影响波长耦合的技术问题。该热沉包括分流台阶和多个台阶微通道结构；分流台阶的上表面从一端到另一端设置多个第一台阶，多个第一台阶与多个台阶微通道结构一一对应设置；分流台阶的一个YZ侧面并联设置有冷却液进流通道和冷却液出流通道；冷却液入口和冷却液出口周围的连接沿与对应的台阶微通道结构密封连接。该光纤耦合半导体激光器包括底板、上述单管激光芯片的均温轻量化热沉、保护层及单管激光芯片。
Description
技术领域
本发明涉及激光芯片的热沉结构，具体涉及一种单管激光芯片的均温轻量化热沉及光纤耦合半导体激光器。
背景技术
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、波长多样化等有了更高的要求。
如图1所示为一种现有光纤耦合半导体激光器的结构示意图（示出部分结构），光纤耦合半导体激光器中的激光芯片01焊接在氮化铝板02上，激光芯片01为单管激光芯片，而氮化铝板02焊接在铜台阶03上，铜台阶03通过螺栓固定在铜底板04上，因此热量从激光芯片01传递至氮化铝板02，经铜台阶03到达铜底板04，铜底板04可以设置液冷通道，该结构存在以下缺点：
①热传递路径长，热阻大，从激光芯片01至铜底板04需经过氮化铝板02、铜台阶03的热传递，还包含有界面传导引起的界面热阻；
②铜台阶03高度不一致，以至于激光芯片01到达铜底板04的传导热阻产生差异，导致激光芯片01结温不同，而激光芯片01对于结温十分敏感，会因结温的差异产生波长漂移，致使多个激光芯片01的波长耦合困难；且铜台阶为光场耦合的功能性设置，高度差不能消除；
③铜底板04需要大量的高密度高导热性铜材料，重量较大。
发明内容
本发明目的在于解决单管激光芯片的散热结构热传递路径长、热阻大、整体重量大，而且各个单管激光芯片传导路径长短不一致导致结温不同影响波长耦合的技术问题，提出一种单管激光芯片的均温轻量化热沉及光纤耦合半导体激光器。
本发明的技术方案为：
一种单管激光芯片的均温轻量化热沉，其特殊之处在于：包括分流台阶和密封设置在分流台阶上的多个台阶微通道结构；
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；
所述分流台阶的上表面沿X方向从一端到另一端设置多个第一台阶，多个第一台阶与多个台阶微通道结构一一对应设置；所述分流台阶的一端YZ侧面具有沿X方向延伸的两个盲孔，两个所述盲孔沿Y方向并排设置，分别为冷却液进流通道和冷却液出流通道；
所述第一台阶具有冷却液入口和冷却液出口，所述台阶微通道结构的入口通过冷却液入口与冷却液进流通道相通，台阶微通道结构的出口通过冷却液出口与冷却液出流通道相通；
所述冷却液入口和冷却液出口分别与台阶微通道结构密封连接。
进一步地，所述台阶微通道结构包括沿Z方向由下至上依次设置的引流层、导流层、冷却层及上封层；
所述引流层具有相互隔离的第一冷却区和第一镂空区，第一冷却区通过冷却液入口与冷却液进流通道相通，第一镂空区通过冷却液出口与冷却液出流通道相通；第一冷却区具有多条沿Y方向贯穿第一冷却区的引流通道；
所述导流层具有相互隔离的第二镂空区和第三镂空区，第二镂空区与第一冷却区相通，第三镂空区与第一镂空区相通；
所述冷却层具有第二冷却区，第二冷却区与第二镂空区和第三镂空区均相通，第二冷却区内具有多条沿Y方向贯穿第二冷却区的冷却通道；
所述上封层用于台阶微通道结构的上部密封。
进一步地，各个所述第一台阶在X方向、Y方向上的尺寸均相同；
各个第一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。
进一步地，所述冷却液入口和冷却液出口周围均具有连接沿，所述第一台阶的冷却液入口的连接沿与对应的引流层第一冷却区周围的边沿焊接，第一台阶的冷却液出口的连接沿与对应的引流层第一镂空区周围的边沿焊接，用于使各个台阶微通道结构分别独立实现对应单管激光芯片的冷却。
进一步地，所述台阶微通道结构在Z方向的尺寸为0.4-2mm；
所述引流通道在X方向的尺寸为0.1-0.8mm，在Y方向的尺寸为4-7mm，在Z方向的尺寸为0.1-0.5mm；
所述冷却通道在X方向的尺寸为0.1-0.8mm，在Y方向的尺寸为9-12.5mm，在Z方向的尺寸为0.1-0.5mm。
进一步地，所述冷却液进流通道和冷却液出流通道内的冷却液为水、氟利昂、五氟丙烷或液态金属。
同时，本发明还提供一种光纤耦合半导体激光器，其特殊之处在于：包括底板、底板上固定设置的上述单管激光芯片的均温轻量化热沉、保护层及单管激光芯片；
所述保护层设置在台阶微通道结构上表面形成的第二台阶上，单管激光芯片设置在保护层上，形成单管激光芯片阵列。单管激光芯片阵列与均温轻量化热沉形成冷却阵列。
进一步地，在Y方向上，所述单管激光芯片设置在保护层与冷却液进流通道对应的一侧。
进一步地，所述底板的材料为碳纤维复合材料、环氧树脂或铝。
进一步地，所述保护层材料的热膨胀系数与单管激光芯片材料的热膨胀系数比值为（0.7-1.3）：1。
本发明的有益效果：
1、减少传热热阻：现有技术中，传热的热阻=氮化铝热阻+铜台阶热阻+界面热阻（芯片与氮化铝界面、氮化铝与铜台阶界面、铜台阶与铜底板界面）+固液换热热阻；本发明提供的均温轻量化热沉中，传热的热阻=保护层热阻+部分界面热阻（芯片与保护层界面、保护层与分流台阶界面热阻）+固液换热热阻，减少了热交换过程的热阻值。
2、本发明中冷却液进流通道和冷却液出流通道为不相通的并联设置，确保进入每个台阶微通道结构中的水流温度一致，以保证单管激光芯片阵列温度均匀性。
3、本发明提供的均温轻量化热沉每个台阶微通道结构在Z方向上尺寸相同，使得每个单管激光芯片与冷却液的热传导路径相同，进一步提升了单管激光芯片阵列温度均匀性和一致性，降低单管激光芯片结温，与现有冷却热沉相比，各个单管激光芯片之间的温度之差由原来的2.48℃降低至0.80℃，减小单管激光芯片因结温差异导致的波长漂移，有利于单管激光芯片阵列中各个波长进行耦合。
4、本发明通过在分流台阶内设置分别与冷却液入口和冷却液出口对应的冷却液进流通道和冷却液出流通道，使得分流台阶的重量减轻，进而减少了整个光纤耦合半导体激光器的重量。
5、底板去除了冷却功能，使得底板可以选择轻量的高强度材料，进一步减少光纤耦合半导体激光器的整体重量，实现轻量化。
附图说明
图1为一种现有光纤耦合半导体激光器的结构示意图；
图2为本发明实施例中单管激光芯片的均温轻量化热沉分解结构示意图；
图3为本发明实施例中台阶微通道组件分解结构示意图；
图4为本发明实施例中单管激光芯片设置在均温轻量化热沉上的结构示意图；
图5为本发明光纤耦合半导体激光器实施例示意图。
附图标记如下：
01-激光芯片，02-氮化铝板，03-铜台阶，04-铜底板；
1-分流台阶，11-冷却液进流通道，12-冷却液出流通道，13-冷却液入口，14-冷却液出口，15-连接沿，2-台阶微通道结构，21-引流层，22-导流层，23-冷却层，24-上封层，211-第一冷却区，212-第一镂空区，221-第二镂空区，222-第三镂空区，231-第二冷却区，3-底板，4-保护层，5-单管激光芯片。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
此处所称的“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“其他实施例”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下”等指示的方位或位置关系为基于附图2所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二、第三、第四或第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
定义：分流台阶1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。
参见图2和图3，本实施例提供一种单管激光芯片的均温轻量化热沉，该热沉包括分流台阶1和密封设置在分流台阶1上的多个台阶微通道结构2，本实施例中，分流台阶1的材质为铜，在其他实施例中，分流台阶1可以根据需要选择其他导热性能好的材质。
分流台阶1的上表面沿X方向从一端到另一端设置多个第一台阶，多个第一台阶与多个台阶微通道结构2一一对应设置；分流台阶1的一个YZ侧面具有沿X方向延伸的两个盲孔，两个盲孔沿Y方向并排设置，分别为冷却液进流通道11和冷却液出流通道12。冷却液进流通道11和冷却液出流通道12分开，各自独立联通台阶微通道结构，形成并排设置的水路，避免各个台阶微通道结构2中流入的冷却液温度与压力不一致，提高了各个单管激光芯片5的结温一致性，减小波长的漂移；冷却液进流通道11和冷却液出流通道12内的冷却液可以为水、氟利昂、五氟丙烷或液态金属，优选水为冷却液。
各个第一台阶在X方向、Y方向上的尺寸均相同，优选的在X方向、Y方向和Z方向上的尺寸均相同；各个第一台阶上设置的台阶微通道结构2在X方向、Y方向和Z方向上的尺寸均相同，通过尺寸一致的台阶微通道结构2，进一步提高各个单管激光芯片5温度的均匀性和一致性；具体的，台阶微通道结构2在Z方向的尺寸为0.4-2mm；引流通道在X方向的尺寸为0.1-0.8mm，在Y方向的尺寸为4-7mm，在Z方向的尺寸为0.1-0.5mm；冷却通道在X方向的尺寸为0.1-0.8mm，在Y方向的尺寸为9-12.5mm，在Z方向的尺寸为0.1-0.5mm。
第一台阶具有冷却液入口13和冷却液出口14，台阶微通道结构2的入口通过冷却液入口13与冷却液进流通道11相通，台阶微通道结构2的出口通过冷却液出口14与冷却液出流通道12相通；台阶微通道结构2包括沿Z方向由下至上依次设置的引流层21、导流层22、冷却层23及上封层24；引流21层具有相互隔离的第一冷却区211和第一镂空区212，第一冷却区211通过冷却液入口13与冷却液进流通道11相通，第一镂空区212通过冷却液出口14与冷却液出流通道12相通；第一冷却区211设置有多条沿Y方向贯穿第一冷却区211的引流通道；导流层22具有相互隔离的第二镂空区221和第三镂空区222，第二镂空区221与第一冷却区211相通，第三镂空区222与第一镂空区212相通，将第二镂空区221设置镂空的区域，而非在该区域设置冷却液通道，避免引流层21、导流层22、冷却层23及上封层24在进行扩散焊接时，各个对应的通道不能对齐，从而导致冷却液不能流通或流通通道较小，也避免加工难度增加；冷却层23具有第二冷却区231，第二冷却区231与第二镂空区221和第三镂空区222均相通，第二冷却区231内具有多条沿Y方向贯穿第二冷却区231的冷却通道；上封层24用于台阶微通道结构2的上部密封。
沿冷却液流动方向，冷却液从冷却液进流通道11的入口进入，流至各个台阶微通道结构2的第二镂空区221的导流通道，通过导流通道进入第二冷却区231的冷却通道，经过冷却通道带走单管激光芯片5传导至台阶微通道2中的热量，冷却液依次进入第三镂空区222、第一镂空区212、冷却液出口14和冷却液出流通道12，从冷却液出流通道12的出口排出。
冷却液入口13和冷却液出口14周围均设置有连接沿15，连接沿15用于与对应的台阶微通道结构2密封连接；具体的，第一台阶的冷却液入口13的连接沿15与对应的引流层21的第一冷却区211周围的边沿采用扩散焊的方式焊接，第一台阶的冷却液出口14的连接沿15与对应的引流层21的第一镂空区212周围的边沿采用扩散焊的方式焊接，使得各个台阶微通道结构2分别独立实现对应单管激光芯片5的冷却。
参见图4和图5，本实施例还提供一种光纤耦合半导体激光器，该光纤耦合半导体激光器包括底板3、底板3上固定设置的上述单管激光芯片的均温轻量化热沉、保护层4及单管激光芯片5。
均温轻量化热沉的分流台阶1与底板3固定连接可以是焊接或通过螺栓固定连接；保护层4设置在台阶微通道结构2上表面形成的第二台阶上，单管激光芯片5设置在保护层4上，形成单管激光芯片阵列；保护层4材料的热膨胀系数与单管激光芯片5材料的热膨胀系数比值为（0.7-1.3）：1，二者的热膨胀系数接近，避免单管激光芯片5焊接在保护层4上时发生碎裂，本实施例中，保护层4为氮化铝。
在Y方向上，单管激光芯片5设置在保护层4与冷却液进流通道11对应的一侧，可以使进入冷却液进流通道11的冷却液通过冷却液入口13进入单管激光芯片5对应的台阶微通道结构2，将单管激光芯片5产生并传导至保护层4的热量带走。
本实施例中，将散热的液流通道设置在分流台阶1内，底板3可以替换为更为轻量化的材料，例如高强度的轻质金属或复合材料，具体可以选择碳纤维复合材料、环氧树脂或铝。
与现有的光纤耦合半导体激光器相比，采用本实施例提供的光纤耦合半导体激光器可以提升单管激光芯片阵列温度均匀性，降低芯片结温，该设计使单管激光芯片5结温由42.30℃最低降低至42.2℃，各个单管激光芯片5之间的温度之差由原来的2.48℃降低至0.80℃；与原重量相比，底板3与台阶重量减轻50%-80%左右，实现了光纤耦合半导体激光器的轻量化和单管激光芯片阵列温度一致性，进而提高光纤耦合半导体激光器的性能。
Claims (9)
1.一种单管激光芯片的均温轻量化热沉，其特征在于：包括分流台阶(1)和密封设置在分流台阶(1)上的多个台阶微通道结构(2)；
定义：分流台阶(1)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；
所述分流台阶(1)的上表面沿X方向从一端到另一端设置多个第一台阶，多个第一台阶与多个台阶微通道结构(2)一一对应设置；所述分流台阶(1)的一端YZ侧面具有沿X方向延伸的两个盲孔，两个所述盲孔沿Y方向并排设置，分别为冷却液进流通道(11)和冷却液出流通道(12)；
所述第一台阶具有冷却液入口(13)和冷却液出口(14)，所述台阶微通道结构(2)的入口通过冷却液入口(13)与冷却液进流通道(11)相通，台阶微通道结构(2)的出口通过冷却液出口(14)与冷却液出流通道(12)相通；
所述冷却液入口(13)和冷却液出口(14)分别与台阶微通道结构(2)密封连接；
所述台阶微通道结构(2)包括沿Z方向由下至上依次设置的引流层(21)、导流层(22)、冷却层(23)及上封层(24)；
所述引流层(21)具有相互隔离的第一冷却区(211)和第一镂空区(212)，第一冷却区(211)通过冷却液入口(13)与冷却液进流通道(11)相通，第一镂空区(212)通过冷却液出口(14)与冷却液出流通道(12)相通；第一冷却区(211)具有多条沿Y方向贯穿第一冷却区(211)的引流通道；
所述导流层(22)具有相互隔离的第二镂空区(221)和第三镂空区(222)，第二镂空区(221)与第一冷却区(211)相通，第三镂空区(222)与第一镂空区(212)相通；
所述冷却层(23)具有第二冷却区(231)，第二冷却区(231)与第二镂空区(221)和第三镂空区(222)均相通，第二冷却区(231)内具有多条沿Y方向贯穿第二冷却区(231)的冷却通道；
所述上封层(24)用于台阶微通道结构(2)的上部密封。
2.根据权利要求1所述的单管激光芯片的均温轻量化热沉，其特征在于：
各个所述第一台阶在X方向、Y方向上的尺寸均相同；
各个第一台阶上设置的台阶微通道结构(2)在X方向、Y方向和Z方向上的尺寸均相同。
3.根据权利要求1-2任一所述的单管激光芯片的均温轻量化热沉，其特征在于：
所述冷却液入口(13)和冷却液出口(14)周围均具有连接沿(15)，所述第一台阶的冷却液入口(13)的连接沿(15)与对应的引流层(21)的第一冷却区(211)周围的边沿焊接，第一台阶的冷却液出口(14)的连接沿(15)与对应的引流层(21)的第一镂空区(212)周围的边沿焊接，用于使各个台阶微通道结构(2)分别独立实现对应单管激光芯片(5)的冷却。
4.根据权利要求3所述的单管激光芯片的均温轻量化热沉，其特征在于：
所述台阶微通道结构(2)在Z方向的尺寸为0.4-2mm；
所述引流通道在X方向的尺寸为0.1-0.8mm，在Y方向的尺寸为4-7mm，在Z方向的尺寸为0.1-0.5mm；
所述冷却通道在X方向的尺寸为0.1-0.8mm，在Y方向的尺寸为9-12.5mm，在Z方向的尺寸为0.1-0.5mm。
5.根据权利要求4所述的单管激光芯片的均温轻量化热沉，其特征在于：
所述冷却液进流通道(11)和冷却液出流通道(12)内的冷却液为水、氟利昂、五氟丙烷或液态金属。
6.一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于：包括底板(3)、底板(3)上设置的权利要求1-5任一所述的单管激光芯片的均温轻量化热沉、保护层(4)及单管激光芯片(5)；
所述保护层(4)设置在台阶微通道结构(2)上表面形成的第二台阶上，单管激光芯片(5)设置在保护层(4)上，形成单管激光芯片阵列。
7.根据权利要求6所述的光纤耦合半导体激光器，其特征在于：
所述单管激光芯片(5)设置在保护层(4)与冷却液进流通道(11)对应的一侧。
8.根据权利要求7所述的光纤耦合半导体激光器，其特征在于：
所述底板(3)的材料为碳纤维复合材料、环氧树脂或铝。
9.根据权利要求8所述的光纤耦合半导体激光器，其特征在于：
所述保护层(4)材料的热膨胀系数与单管激光芯片(5)材料的热膨胀系数比值为(0.7-1.3)：1。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1564404A (zh) * | 2004-04-13 | 2005-01-12 | 西南科技大学 | 硅单片微通道冷却的大功率激光二极管列阵 |
| CN201203679Y (zh) * | 2007-12-27 | 2009-03-04 | 王仲明 | 一种多路半导体激光耦合入单根光纤的结构 |
| JP2015153963A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 株式会社アマダミヤチ | ヒートシンク及びこれを備えた半導体レーザ装置 |
| CN105207054A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-30 | 苏州大学 | 新型多单管半导体激光器光纤耦合模块 |
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| CN210693012U (zh) * | 2019-10-22 | 2020-06-05 | 度亘激光技术（苏州）有限公司 | 一种热沉及激光器的冷却结构 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1564404A (zh) * | 2004-04-13 | 2005-01-12 | 西南科技大学 | 硅单片微通道冷却的大功率激光二极管列阵 |
| CN201203679Y (zh) * | 2007-12-27 | 2009-03-04 | 王仲明 | 一种多路半导体激光耦合入单根光纤的结构 |
| JP2015153963A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 株式会社アマダミヤチ | ヒートシンク及びこれを備えた半導体レーザ装置 |
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| CN110809841A (zh) * | 2017-07-07 | 2020-02-18 | 松下知识产权经营株式会社 | 半导体激光装置 |
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