CN117937231A - 一种半导体激光器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种半导体激光器。本发明提供的半导体激光器包括水冷板和多个激光器件，所述水冷板内设有多个第一散热通道和至少一个第二散热通道，相邻两个所述第一散热通道之间设有第二散热通道，每个所述第一散热通道上侧均设有一个所述激光器件，激光器件产生的热量能够直接与第一散热通道进行热交换，第一散热通道的热量可以通过水冷板向下传递，实现对于激光器件的散热，提高对于激光芯片的散热效率；第二散热通道两侧的第一散热通道的热量可以通过水冷板传递至第二散热通道，再通过水冷板传递出去；能够进一步提升半导体激光器的散热效率。

Description

一种半导体激光器

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，具体涉及一种半导体激光器。

背景技术

半导体激光器在先进工业制造、军事、航空航天、医疗美容、照明显示等各个行业都有广泛的应用；随着工业生产的发展，对半导体激光器的功率及可靠性要求越来越高；为了提高输出功率。

半导体激光器包括热沉、激光芯片和水冷板，激光芯片通电发光会产生大量的热量影响设备运行，因此目前的半导体激光器对于散热性能有较高的要求。其中半导体激光器的激光芯片设有多组沿着热沉的长度方向间隔设于热沉上，热沉设置于水冷板上，水冷板内设置微散热通道，通过水冷板和热沉对其上的激光芯片进行散热。然而，现有半导体激光器在水冷板内设置微散热通道，散热通道整体设于热沉下侧，散热效果不理想。

发明内容

（一）本发明所要解决的技术问题是：目前半导体激光器采用微通道散热，存在散热效果差，影响整体散热效率的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一方面实施例提供了一种半导体激光器，包括水冷板和多个激光器件；

所述水冷板内设有多个第一散热通道和至少一个第二散热通道；相邻两个所述第一散热通道之间设有所述第二散热通道，且所述第二散热通道与所述第一散热通道间隔设置并相互独立；

每个所述第一散热通道上侧均安装有一个所述激光器件，多个所述激光器件在所述水冷板的长度方向间隔设置。

根据本发明的一个实施例，所述激光器件包括激光芯片和热沉，所述热沉焊接于对应的所述第一散热通道上侧的所述水冷板上表面。

根据本发明的一个实施例，所述水冷板的上表面为平面，多个所述热沉位于同一平面内；多个所述第一散热通道的截面积和尺寸相等，多个所述第二散热通道截面尺寸相等。

根据本发明的一个实施例，所述水冷板包括过渡段和至少两个安装段；所述安装段的上表面为水平的平面，相邻两个所述安装段的上表面在高度方向上具有高度差；且多个所述安装段在水平面的投影相互间隔；

所述过渡段的上表面为倾斜的平面，相邻两个所述安装段的上表面通过所述过渡段的上表面连接；

每个所述安装段内至少设有一个所述第一散热通道，每个所述过渡段内设有一个所述第二散热通道。

根据本发明的一个实施例，所述第一散热通道沿由下至上的方向截面积逐渐增大；所述第二散热通道沿由下至上的方向截面积逐渐减小。

根据本发明的一个实施例，所述水冷板呈阶梯状，所述水冷板的每个台阶内均设有至少一个第一散热通道和至少一个第二散热通道。

根据本发明的一个实施例，所述第一散热通道内流通有第一散热介质，所述第二散热通道内流通有第二散热介质，所述第一散热介质的散热系数为K1，所述第二散热介质的散热系数为K2，K1＞K2。

根据本发明的一个实施例，所述热沉内设有传热通道，所述传热通道对应设于所述激光芯片的下侧，且所述传热通道内流通有第三散热介质，所述第三散热介质的散热系数大于或等于所述第一散热介质的散热系数。

根据本发明的一个实施例，所述热沉的高度为d1，所述传热通道的高度为d2，0.2*d1＜d2≤0.6d1。

根据本发明的一个实施例，所述激光芯片包括脊波导，所述脊波导在竖直方向的投影落于所述第一散热通道内；所述第一散热通道内对应所述脊波导位置的高度为B1，所述第一散热通道对应所述脊波导两侧位置的高度为B2，B1＞B2。

根据本发明的一个实施例，所述激光芯片包括本体，所述本体一侧表面包括对应所述脊波导位置的第一区域和位于所述第一区域两侧的第二区域；

所述第一区域设置有向外凸出的脊条结构形成所述脊波导，所述脊波导与所述热沉之间设有第一焊接层，所述第二区域与所述热沉之间设有第二焊接层，所述第一焊接层的厚度小于所述第二焊接层的厚度。

根据本发明的一个实施例，所述第一散热通道和所述第二散热通道的截面形状均呈等腰梯形；所述第一散热通道截面顶边宽度大于底边宽度，所述第二散热通道的顶边宽度小于底边宽度；所述第一散热通道与所述热沉相接；

所述第一散热通道的高度为L1，所述第二散热通道的高度为L2，L2≥L1。

本发明的有益效果：本发明提供的半导体激光器包括水冷板和多个激光器件，所述水冷板内设有多个第一散热通道和至少一个第二散热通道，相邻两个所述第一散热通道之间设有一个第二散热通道，每个所述第一散热通道上侧均设有一个所述激光器件，激光器件产生的热量能够直接与第一散热通道进行热交换，第一散热通道的热量可以通过水冷板向下传递，实现对于激光器件的散热，提高对于激光器件的散热效率；同时相邻两个第一散热通道之间设有至少一个第二散热通道，第二散热通道两侧的第一散热通道的热量可以通过水冷板传递至第二散热通道，第二散热通道内的热量，可以通过水冷板传递出去；能够进一步提升半导体激光器的散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其它的附图。

图1为本发明实施例二提供的半导体激光器的剖视示意图；

图2为本发明实施例二提供的另一个半导体激光器的剖视示意图；

图3为本发明实施例三提供的半导体激光器的剖视示意图；

图4为本发明实施例四提供的半导体激光器的剖视示意图；

图5为本发明提供的半导体激光器的立体示意图；

图6为本发明提供的半导体激光器的俯视示意图。

图标：1-半导体激光器；11-水冷板；111-第一散热通道；112-第二散热通道；113-安装段；114-过渡段；12-热沉；121-传热通道；122-第一焊接层；123-第二焊接层；13-激光芯片；131-脊波导。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1至图6所示，本实施例提供了一种半导体激光器1，包括水冷板11和多个激光器件；所述水冷板11内设有多个第一散热通道111和至少一个第二散热通道112；相邻两个所述第一散热通道111之间设有所述第二散热通道112，且所述第二散热通道112与所述第一散热通道111间隔设置并相互独立；每个所述第一散热通道111上侧均安装有一个所述激光器件，多个所述激光器件在所述水冷板11的长度方向间隔设置。

本发明提供的半导体激光器包括水冷板11和多个激光器件，所述水冷板11内设有多个第一散热通道111和至少一个第二散热通道112，相邻两个所述第一散热通道111之间设有一个第二散热通道112，每个所述第一散热通道111上侧均设有一个所述激光器件，激光器件产生的热量能够直接与第一散热通道111进行热交换，第一散热通道111的热量可以通过水冷板11向下传递，实现对于激光器件的散热，提高对于激光器件的散热效率；同时相邻两个第一散热通道111之间设有至少一个第二散热通道112，第二散热通道112两侧的第一散热通道111的热量可以通过水冷板11传递至第二散热通道112，第二散热通道112内的热量，可以通过水冷板11传递出去；能够进一步提升半导体激光器的散热效率。

本实施例中，所述激光器件可以为COS（Chip on Submount-设于热沉12上的激光芯片13)，当然，本实施例中，所述激光器件也可以是其他的封装结构。优选的，如图1至图6所示，本实施例中，所述激光器件包括激光芯片13和热沉12，所述激光芯片13焊接于热沉12上表面，所述热沉12固定于所述水冷板11的上表面并覆盖所述第一散热通道111。

本发明提供的半导体激光器1，包括水冷板11和激光器件，其中激光器件包括热沉12和激光芯片13；每个所述第一散热通道111上侧均设有一个激光器件，也即是每一个第一散热通道111上侧均设有一个激光芯片13。由于所述第一散热通道111对应所述激光芯片13位置设置，因此激光芯片13产生的热量能够直接与第一散热通道111进行热交换，第一散热通道111的热量可以通过水冷板11向下传递，实现对于激光芯片13的散热，提高对于激光芯片13的散热效率；同时相邻两个第一散热通道111之间设有至少一个第二散热通道112，第二散热通道112两侧的第一散热通道111的热量可以通过水冷板11传递至第二散热通道112，第二散热通道112内的热量可以通过水冷板11传递出去，能够进一步提升半导体激光器1整体的散热效率。

实施例二

如图1、图2、图5和图6所示，本实施例中，所述水冷板11的上表面为水平的平面结构，所述热沉12平行于所述水冷板11，即所述热沉12上表面为平面，多个所述激光芯片13在所述热沉12上位于同一平面内；且多个所述第一散热通道111的截面积和尺寸相等；多个所述第二散热通道112截面尺寸相等。本实施例中，所述水冷板11、所述热沉12的上表面均为平面结构，多个所述激光芯片13间隔放置于所述热沉12上表面上，并在同一平面内，每个激光芯片13下侧对应设置一个第一散热通道111，相邻两个所述第一散热通道111之间设有至少一个第二散热通道112，所述第一散热通道111对应所述激光芯片13位置，因此激光芯片13产生的热量能够直接与第一散热通道111进行热交换，第一散热通道111的热量可以通过水冷板11向下传递，实现对于激光芯片13的散热，提高对于激光芯片13的散热效率；同时相邻两个第一散热通道111之间设有至少一个第二散热通道112，第二散热通道112两侧的第一散热通道111的热量可以通过水冷板11传递至第二散热通道112，第二散热通道112内的热量，可以通过水冷板11传递出去，能够提升半导体激光器1整体的散热效率。

如图1和图2所示，所述热沉12为一个整体板状结构，所述热沉12覆盖于所述水冷板11上表面，多个所述激光芯片13间隔焊接于所述热沉12上表面，且每个所述第一散热通道111上侧均对应一个激光芯片13；也即是多个所述激光芯片13共用一个热沉12，多个所述激光芯片13沿所述热沉12的长度方向间隔设置，且所述激光芯片13的长度方向沿所述热沉12的宽度方向延伸。其中激光芯片13是发热源，每个激光芯片13下侧均对应一个第一散热通道111，能够更好地对上侧的激光芯片13进行散热。

根据本发明的一个实施例，所述第一散热通道111内流通有第一散热介质，所述第二散热通道112内流通有第二散热介质，所述第一散热介质的散热系数为K1，所述第二散热介质的散热系数为K2，K1＞K2；本实施例中，第一散热通道111内流通的第一散热介质的散热系数大于第二散热通道112内第二散热介质的散热系数，激光芯片13通过热沉12传递至第一散热通道111的热量，与第一散热介质进行热交换，第一散热介质吸收热量升温，第一散热介质的热量一部分通过水冷板11向下传递至外侧，另一部分热量通过水冷板11传递至第二散热通道112，第二散热通道112内的第二散热介质吸收热量升温，并将热量通过水冷板11向下传递至半导体激光器外侧。本实施例中，由于K1＞K2，因此有利于热量从第一散热通道111向第二散热通道112方向传递热量，进而提高整个半导体激光器的散热效率。

可选的，在本实施例中，所述第一散热通道111内的第一散热介质可以为水，当然也可以是其它散热系数较高的流体，例如氟利昂、五氟丙烷等。所述第二散热通道112内的第二散热介质的散热系数需要小于第一散热通道111内的第一散热介质的散热系数，因此第二散热介质可以为乙醇、甘油等流体。所述水冷板11的材质可以为金属，例如金、银、铜、不锈钢、铝、铁等，也可以为其它导热材质，例如金刚石、碳化硅等。

需要说明的是，在本实施例中，所述第一散热介质和第二散热介质的散热系数可以相同，也即是第一散热介质和第二散热介质是同种散热材料，例如第一散热介质和第二散热介质均为水；在半导体激光器1工作时，激光芯片13产生的热量通过热沉12和水冷板11传递至第一散热通道111内，第一散热通道111内的水吸收热量升温，由于第一散热通道111内的水温度较高，因此会向相对温度较低的区域传热，一部分热量通过水冷板11向下传递至半导体激光器的外侧，另一部分热量传递至第二散热通道112，其同样能够实现本申请中，通过两个散热通道共同散热，提高散热效率的目的。

如图1和图2所示，所述激光芯片13包括本体，所述本体一侧表面形成脊波导131结构，所述脊波导131在竖直方向（热沉12、水冷板11、激光芯片13层叠的方向为竖直方向）的投影落于所述第一散热通道111内；本实施例中，所述脊波导131沿竖直方向的投影落于所述第一散热通道111内，而脊波导131位置为激光芯片13发热量最大的位置，这样脊波导131的工作产生的热量能够通过热沉12和水冷板11直接传递至第一散热通道111内，能够提升散热效率。同时由于脊波导131直接对应第一散热通道111设置，因此脊波导131位置的散热效率高于脊波导131两侧的散热效率，使得激光芯片13中部散热优于两侧散热，激光芯片13水平温度的一致性更好。

如图1和图2所示，本实施例中，所述第一散热通道111的最大宽度等于所述激光芯片13的宽度，脊波导131设于所述激光芯片13的中部，所述脊波导131在竖直方向的投影落于所述第一散热通道111内，这样整个激光芯片13在垂直方向上都能够通过热沉12和水冷板11向第一散热通道111传递热量，进而能够提高散热效率。当然，在本实施例中，所述第一散热通道111的宽度也可以是小于所述激光芯片13的宽度或者大于激光芯片13的宽度，只要能够实现脊波导131在竖直方向的投影落于第一散热通道111内，就也能够实现本发明的设计思想，应属于本发明的保护范围。

现有的水冷板11上的散热通道呈规则的矩形，因此在水平方向上中部和两端的散热能力一致，而激光芯片13中部和两端的发热量不同，导致激光芯片13在水平方向上散热能力不一致，激光芯片13水平方向温度不一致，激光芯片13水平发散角大；而相同输出功率时，发散角越小，激光芯片13亮度越高，发散角越大，则激光芯片13亮度越低，影响激光芯片13的发光效率，而高亮度是激光芯片13应用的重要指标。

如图1和图2所示，本申请中，所述第一散热通道111内对应所述脊波导131位置的底部至所述第一散热通道111顶部的高度为B1，所述第一散热通道111对应所述脊波导131两侧位置的底部至所述第二散热通道112顶部的高度为B2，B1＞B2；也即是第一散热通道111对应脊波导131位置的高度大于两侧的高度；第一散热通道111呈中间宽两端窄的形状，由于散热通道的中部截面积大于两端的截面积，因此第一散热通道111中部流通的第一散热介质更多；根据牛顿摩擦定律，也就是黏性定律，流体的流速与距管壁距离成正相关，因此第一散热通道111中心流速最大，两端流速最低，第一散热通道111中部的流速大于两端的流速，提升第一散热通道111中部的散热能力；进而能够平衡脊波导131位置发热量大的情况，使激光芯片13水平方向的温度保持一致，提升激光芯片13的发光亮度。

其中，在本实施例中，所述B1可以是一个定值，例如，如图1所示，第一散热通道111呈等腰梯形状，并且其底边对应脊波导131位置，因此B1的数值为第一散热通道111短边和长边之间的距离；而当第一散热通道111呈拱形时，而第一散热通道111的拱顶对应所述脊波导131位置，此时B1为拱顶至端部的距离，也即是第一散热通道111的最大高度。而B2是一个变化值，其由中间向两端数值逐渐减小，表示整个第一散热通道111的高度由中间向两边逐渐减减小，第一散热通道111的截面形状呈中间宽两端窄的形状。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，所述第一散热通道111和所述第二散热通道112均呈梯形状，所述第一散热通道111和所述第二散热通道112的截面形状均呈等腰梯形；所述第一散热通道111截面顶边宽度大于底边宽度（靠近激光芯片13一侧为顶部），所述第二散热通道112的顶边宽度小于底边宽度。也即是第一散热通道111和第二散热通道112虽然都是中间宽、两端窄的结构，但是第一散热通道111和第二散热通道112最宽的长边一个在上一个在下，这样第一散热通道111和第二散热通道112在高度方向能够有部分重叠，同时第一散热通道111和第二散热通道112还相互独立，能够节省空间，增大第一散热通道111和第二散热通道112的空间；优选的，本实施例中，所述第一散热通道111和第二散热通道112的斜边相互平行，便于第一散热通道111内的热量向第二散热通道112内传递。

如图1所示，所述第一散热通道111的顶部与所述热沉12相接；所述第一散热通道111的高度为L1，所述第二散热通道112的高度为L2，L1≥0.8*L2。优选的，所述第二散热通道112的高度高于第一散热通道111的高度，也是0.8*L2＜L1＜L2，以提升散热的效率。

本实施例中，如图5和图6所示，所述第一散热通道111由纸面一端向垂直于纸面的另一端延伸，此时在纸面一端和垂直于直面的另一端分别设有进水口和出水口，实现散热介质在第一散热通道111内流通；当然，所述第一散热通道111也可以呈环形，一圈一圈设置。

需要说明的是本实施例中，所述第一散热通道111并不仅仅局限于上述形状，还可以是拱形、倒拱形、三角形或者其他不规则形状，只要能够实现本申请中第一散热通道111中间宽两端窄的方案就也能够实现提高中部流速和流量进而提高对于激光芯片13中部散热能力的目的，应属于本发明的保护范围。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，所述热沉12上设有传热通道121，所述传热通道121对应所述脊波导131位置，所述传热通道121与所述第一散热通道111相互独立，此时传热通道121内流通有第三散热介质，所述第三散热介质的散热系数大于所述第一散热介质的散热系数，便于激光芯片13产生的热量通过传热通道121传递至第一散热通道111。

本实施例中，所述第三散热介质的散热系数也可以等于第一散热介质的散热系数，也即是第一散热通道111内的第一散热介质和传热通道121内的第三散热介质是相同的，此时所述传热通道121可以与所述第一散热通道111连通，第一散热通道111和传热通道121流通相同的散热介质；由于在热沉12上对应所述脊波导131的位置增设了传热通道121，因此增大了散热面积，进一步提高散热效率。

如图2所示，所述传热通道121的形状也呈两端窄、中间宽状，因此能够进一步提升脊波导131位置的散热效率；优选的，本实施例中，所述传热通道121呈拱形，且所述传热通道121拱顶位置朝向所述激光芯片13；当然，本实施例中，所述传热通道121的截面形状也可以为三角形、梯形、矩形或者其它不规则形状。

如图2所示，所述传热通道121的高度为d1，所述热沉12的高度为d2，则0.2*d1＜d2<0.6*d1，此时传热通道121的散热效果最好，同时还能够保证热沉12的结构强度，避免传热通道121内流通的第三散热介质冲击激光芯片13，而出现激光芯片13震动的情况；本实施例中，所述传热通道121的上端与激光芯片13间隔设置。

如图1和图2所示，所述激光芯片13包括本体，所述本体一侧表面包括对应脊波导131位置的第一区域和位于所述第一区域两侧的第二区域；所述第一区域设置有向外凸出的脊条结构形成所述脊波导131，所述脊波导131与所述热沉12之间设有第一焊接层122，所述第二区域所述热沉12之间设有第二焊接层123，所述第一焊接层122的厚度小于所述第二焊接层123的厚度。其中本实施例中，所述第二区域包括上波导层和设置于上波导层上的电接触层，所述第二焊接层123设于所述电接触层和所述热沉12之间；本实施例中，所述第二焊接层123的宽度略大于所述激光芯片13的宽度，也即是第二焊接层123的两端略超出激光芯片13的两端，但是小于所述热沉12和所述水冷板11的宽度，也即是第二焊接层123并不铺满热沉12的上表面。

本实施例中，所述第一焊接层122及第二焊接层123由焊料加热融化后再凝固形成，第一焊接层122及第二焊接层123将激光芯片13和热沉12焊接在一起形成激光器件；焊料导热率低于热沉12和水冷板11的导热率，热沉12上可以设计中间焊料薄一些，两边焊料厚一些，这样焊料加热融化后第一焊接层122的厚度小于第二焊接层123的厚度，脊波导131位置对应的第一焊接层122厚度更薄，脊波导131位置通过第一焊接层122的传热效率更高，能够进一步提升激光芯片13中部的传热效率，以实现激光芯片13水平温度的一致性，从而降低激光芯片的慢轴远场发散角，提高激光芯片的发光亮度。本实施例中，所述第一焊接层122的厚度为0.2-0.5μm，优选的，所述第一焊接层122的厚度为0.5μm；所述第二焊接层123的厚度为0.8-1.2μm，优选的，所述第二焊接层123的厚度为1μm。

实施例三

本实施例提供的半导体激光器1与实施例二中的结构大体相同，其主要区别在于，如图3所示，本实施例提供的半导体激光器1中，所述水冷板11包括过渡段114和至少两个安装段113；所述安装段113的上表面为水平的平面，相邻两个所述安装段113的上表面在高度方向上具有高度差；且多个所述安装段113在水平面的投影相互间隔；所述过渡段114的上表面为倾斜的平面，相邻两个安装段113的上表面通过所述过渡段114的上表面连接；每个所述安装段113内至少设有一个所述第一散热通道111，每个所述过渡段114内设有一个所述第二散热通道112。

如图3所示，本实施例中，每个所述安装段113内设有至少一个第一散热通道111，而每个第一散热通道111上侧均对应一个激光器件，也即是每个第一散热通道111上侧均对应一个激光芯片13；由于每个激光芯片13下侧均设有一个第一散热通道111，因此激光芯片13工作产生的热量通过热沉12直接传入下侧的第一散热通道111内，通过第一散热通道111和水冷板11将激光芯片13产生的热量散出；进而提高对于激光芯片13的散热效率。

优选的，如图3所示，本实施例中，每个所述安装段113上均安装有一个热沉12，而过渡段114上不设置热沉12；也就是所述水冷板11上表面的热沉12并不是连续的，而是分段设置，每个所述安装段113上安装一段热沉12，在热沉12上设置激光芯片13，激光芯片13与第一散热通道111的数量相对应。例如每个安装段113内只设置一个第一散热通道111，则该安装段113内设有一个热沉12和一个激光芯片13；当安装段113内设有两个第一散热通道111，则安装段113上连接有两个激光芯片13，其中两个激光芯片13可以间隔设于一个热沉12上，也可以是每个激光芯片13对应一个热沉12。

当然，在本实施例中，所述过渡段114上也可以设置热沉12，其同样能够产生提升激光芯片13散热效率的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，应属于本发明的保护范围。

可选的，本实施例中，每个所述安装段113下侧还可以设置至少一个第二散热通道112，通过增加第二散热通道112，来增加第一散热通道111向第二散热通道112散热的面积，由于第二散热通道112内的第二散热介质的散热系数比水冷板11的散热系数高，因此通过增加第二散热通道112的面积能够增加整体的散热面积，进而提升散热能力。

如图3所示，本实施例中由于不同的安装段113的上表面的高度不同，因此对应的水冷板11的厚度不同，为了满足水冷板11的结构强度要求，第一散热通道111底部距离水冷板11底部的距离有一个最小阈值，也即是需要留出能够满足水冷板11强度要求的实体结构；因此，本申请中所述第一散热通道111沿由下至上的方向截面积逐渐增大；所述第二散热通道112沿由下至上的方向截面积逐渐减小。

本实施例中，不同安装段113对应的第一散热通道111的最大高度不同，随着水冷板11厚度的增加，第一散热通道111的高度也是增加的，第一散热通道111高度增加，其散热面积增大，能够提升散热能力；可以避免因水冷板11厚度增加导致散热能力减弱，而带来不同厚度的水冷板11区域散热能力差异较大的缺陷。其中设于安装段113内的第二散热通道112和过渡段114内的第二散热通道112也同样是随着厚度的增加，散热面积逐渐增大。

本实施例中，不同安装段113对应的第一散热通道111的形状可以相同，例如不同安装段113内的第一散热通道111都是等腰梯形形状；当然，如图3所示，不同安装段113对应的第一散热通道111的形状也可以不同，例如其中一个安装段113内第一散热通道111的截面形状为等腰梯形，另一个安装段113的截面形状为三角形或者等腰梯形与矩形结合，或者其他不规则形状。

实施例四

本实施例与实施例二的技术方案大体相同，其主要区别在于，如图4所示，本实施例中所述水冷板11呈阶梯状，所述水冷板11的每个阶梯上设有一块所述热沉12，所述热沉12可以覆盖每个水冷板11的上表面，也可以是只覆盖水冷板11上表面的一部分，也即是每个台阶上的热沉12的宽度小于或等于台阶的宽度。每个台阶内至少对应一个第一散热通道111，对应的每个台阶上侧至少设有一个激光器件，所述激光器件包括一个热沉12和一个激光芯片13，所述激光芯片13通过第一焊接层122和第二焊接层123焊接于所述热沉12上。同时每个台阶内还设有至少一个第二散热通道112，整个水冷板11内相邻两个所述第一散热通道111之间设有一个所述第二散热通道112；每个所述第一散热通道111上侧均单独对应一个激光芯片13。

本实施例中，激光芯片13产生的热量通过热沉12传递至下侧的第一散热通道111，第一散热通道111内的第一散热介质吸收热量，一部分热量向下通过水冷板11传递至外侧，另一部分热量传递至第二散热通道112内，第二散热通道112内的第二散热介质吸收热量，并将热量通过水冷板11向下传递至水冷板11外侧，完成激光芯片13的散热，通过第一散热通道111和第二散热通道112配合散热，散热效果更好。本实施例中，所述水冷板11的每个台阶内可以只设置一个第二散热通道112，也可以设置多个第二散热通道112，例如同一个台阶内，第一散热通道111的两侧分别设置一个第二散热通道112，可以根据水冷板11上每个台阶的宽度来进行适应性调整。如图4所示，本实施例中，每个所述热沉12下侧设置一个第一散热通道111和一个第二散热通道112，且沿着水冷板11的长度方向，所述第一散热通道111和第二散热通道112通道交替设置。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种半导体激光器，其特征在于，包括水冷板（11）和多个激光器件；

所述水冷板（11）内设有多个第一散热通道（111）和至少一个第二散热通道（112）；相邻两个所述第一散热通道（111）之间设有所述第二散热通道（112），且所述第二散热通道（112）与所述第一散热通道（111）间隔设置并相互独立；

每个所述第一散热通道（111）上侧均安装有一个所述激光器件，多个所述激光器件在所述水冷板（11）的长度方向间隔设置。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述激光器件包括激光芯片（13）和热沉（12），所述热沉（12）设于水冷板（11）上，且所述热沉（12）覆盖所述第一散热通道（111），所述激光芯片（13）焊接于所述热沉（12）上。

3.根据权利要求2所述的半导体激光器，其特征在于，所述水冷板（11）的上表面为平面，多个所述热沉（12）位于同一平面内；多个所述第一散热通道（111）的截面积和尺寸相等，多个所述第二散热通道（112）截面尺寸相等。

4.根据权利要求2所述的半导体激光器，其特征在于，所述水冷板（11）包括过渡段（114）和至少两个安装段（113）；

所述安装段（113）的上表面为水平的平面，相邻两个所述安装段（113）的上表面在高度方向上具有高度差；且多个所述安装段（113）在水平面的投影相互间隔；

所述过渡段（114）的上表面为倾斜的平面，相邻两个所述安装段（113）的上表面通过所述过渡段（114）的上表面连接；

每个所述安装段（113）内至少设有一个所述第一散热通道（111），每个所述过渡段（114）内设有一个所述第二散热通道（112）。

5.根据权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一散热通道（111）沿由下至上的方向截面积逐渐增大；所述第二散热通道（112）沿由下至上的方向截面积逐渐减小。

6.根据权利要求2所述的半导体激光器，其特征在于，所述水冷板（11）呈阶梯状，所述水冷板（11）的每个台阶内均设有至少一个第一散热通道（111）和至少一个第二散热通道（112）。

7.根据权利要求2至6任一项所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一散热通道（111）内流通有第一散热介质，所述第二散热通道（112）内流通有第二散热介质，所述第一散热介质的散热系数为K1，所述第二散热介质的散热系数为K2，K1＞K2。

8.根据权利要求7所述的半导体激光器，其特征在于，所述热沉（12）内设有传热通道（121），所述传热通道（121）对应设于所述激光芯片（13）的下侧，且所述传热通道（121）内流通有第三散热介质，所述第三散热介质的散热系数大于或等于所述第一散热介质的散热系数。

9.根据权利要求8所述的半导体激光器，其特征在于，所述热沉（12）的高度为d1，所述传热通道（121）的高度为d2，0.2*d1＜d2≤0.6d1 。

10.根据权利要求2至6任一项所述的半导体激光器，其特征在于，所述激光芯片（13）包括脊波导（131），所述脊波导（131）在竖直方向的投影落于所述第一散热通道（111）内；所述第一散热通道（111）内对应所述脊波导（131）位置的高度为B1，所述第一散热通道（111）对应所述脊波导（131）两侧位置的高度为B2，B1＞B2。

11.根据权利要求10所述的半导体激光器，其特征在于，所述激光芯片（13）包括本体，所述本体一侧表面包括对应所述脊波导（131）位置的第一区域和位于所述第一区域两侧的第二区域；

所述第一区域设置有向外凸出的脊条结构形成所述脊波导（131），所述脊波导（131）与所述热沉（12）之间设有第一焊接层（122），所述第二区域与所述热沉（12）之间设有第二焊接层，所述第一焊接层（122）的厚度小于所述第二焊接层（123）的厚度。

12.根据权利要求2至6任一项所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一散热通道（111）和所述第二散热通道（112）的截面形状均呈等腰梯形；所述第一散热通道（111）截面顶边宽度大于底边宽度，所述第二散热通道（112）的顶边宽度小于底边宽度；

所述第一散热通道（111）与所述热沉（12）相接；所述第一散热通道（111）的高度为L1，所述第二散热通道（112）的高度为L2，L2≥L1。