CN1229901C - 具有多个激光二极管模块的光源 - Google Patents
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Abstract
高的光强度从包含多个激光二极管模块的光源中发出，同时这些激光二极管模块以高密度进行布置。所述光源包括直接安装到板式热管上的多个激光二极管模块，其中每一个激光二极管模块都包括金属基片和热连接在所述金属基片上的珀尔帖效应元件，在所述金属基片上安装有激光二极管芯片和光学装置。通过使用多个激光二极管模块来布置光源，该光源的光强度大于或等于300mW。
Description
发明领域
本发明涉及一种高功率光源。更为具体地讲，本发明直接涉及一种包含多个激光二极管模块的光源，这些激光二极管模块具有高的光强度且以高密度进行布置。
相关技术的说明
通常情况下，激光二极管模块被用作光纤通讯的信号光源，特别是主中继系统/CATV系统的信号光源和光纤放大器的光激励光源。在这种激光二极管模块中嵌入有珀尔帖效应元件，同时各种光学元件和电学元件被布置在安装在该珀尔帖效应元件上的金属基片上，以便实现高的光强度和激光二极管模块的稳定操作。这些光学元件为激光二极管芯片、光电二极管芯片、透镜等，而电学元件则为热敏电阻元件、电感元件、电阻元件等。
应该指出的是，上述珀尔帖效应元件是热电偶半导体。在该珀尔帖效应元件由p-型半导体构成的情况下，当给该珀尔帖效应元件供给直流(DC)电时，热量沿电流流动方向传递。在该珀尔帖效应元件由n-型半导体构成的情况下，当给该珀尔帖效应元件供给直流电时，热量沿与电流流动方向相反的方向传递，从而在该热电偶半导体的两端之间产生温差。在使用这种珀尔帖效应元件的冷却系统中，该元件低温侧被用于冷却，而其高温侧用于散热，同时可利用上述温差。
在激光二极管模块中，通过位于激光二极管芯片附近的热敏电阻元件检测上述激光二极管芯片的温度。该激光二极管模块包括如下结构，该结构能够保持激光二极管芯片温度恒定。也就是说，由此检测的温度值被反馈回以驱动珀尔帖效应元件，从而冷却其上布置有激光二极管芯片的整个金属基片。
图5表示了一种传统的激光二极管模块。图5是一个剖视图，简单表示了传统的激光二极管模块。如图5所示，激光二极管模块包括用于在其上安装激光二极管芯片111和散热器112这两者的底座113、用于在其上安装光电二极管监控芯片114的芯片载体115、透镜夹持件116、用于在其上安装电阻的金属基片110a、电感元件和电路板(未示出)、以及珀尔帖效应元件117。该珀尔帖效应元件117通过金属焊接被固定在盒的散热板118上。还应该指明的是，陶瓷板119A和119B被分别布置在珀尔帖效应元件117的上部和下部上。
图6是图5中沿线A到A′的激光二极管模块的剖视图。如图6所示，作为激光二极管模块的基本部分，热敏电阻121和激光二极管芯片111被安装在散热器112上。使用软焊料122作为金属焊料将珀尔帖效应元件117粘到金属基片110a上，目的是为了减小这两个元件之间的热膨胀差。
上述金属基片通常由单一金属材料构成，例如由铜钨合金(CuW：铜的重量分配率为10％到30％)构成。使用低温软焊料，例如铟锡合金(InSn)将该金属基片粘到珀尔帖效应元件117上，从而减小这两种材料之间的热膨胀差。
然而目前，却对激光二极管模块的冷却能力和环境温度可靠性(即，即使在温度变化的情况下也能保持正常功能的能力)这两者提出了更为苛刻的要求。
首先，为了提高冷却能力，珀尔帖效应元件的尺寸就要变大，安装在该珀尔帖效应元件上部的金属基片也必须由热传递性能高的材料制成。由于提高了珀尔帖效应元件的冷却能力，温度调节时间(即，直到到达目标温度的持续时间)相应被缩短，所以增加了带给安装在珀尔帖效应元件上的金属基片的温度应力。其结果是，由珀尔帖效应元件和金属基片之间的热膨胀系数差带来的负面影响增加了。因此，存在这样的问题，即由于被用于粘结这两个件的软焊料滑动而将出现裂纹和剥落。此外，由于具体针对软焊料而言的焊料蠕变现象将变得明显起来，所以必须使用这样一种低温硬焊料，例如铋锡合金(BiSn)作为焊料将珀尔帖效应元件粘到金属基片上。
为了解决上述问题，日本专利临时出版号No.Hei 10-200208公开了一种半导体激光模块，该半导体激光模块包括由两种不同金属材料制成的金属基片。图7简要表示了该半导体激光模块的概念结构。如图7A所示，该半导体激光模块按照如下方式进行加工：用硬焊料将金属基片210粘到珀尔帖效应元件207上，该珀尔帖效应元件207具有分别安装在其上表面和下表面的陶瓷板209A和209B。将LD芯片201和热敏电阻211穿过散热器202和下底座203和光学系统透镜一起安装在该金属基片210上。使用热敏电阻211是为了保持LD芯片201温度恒定。
通过这样的方式，即通过垂直珀尔帖效应元件207的、来自LD芯片201的且直接到该珀尔帖效应元件207中的热流，将金属基片210粘在珀尔帖效应元件207的上表面上。特别是，该金属基片210以这样的方式加工，即将第一金属件213布置在包括直接位于LD芯片201下面的一部分的基片的中心位置处，同时布置第二金属件214以围住该第一金属件213。此外，如图7B所示，金属基片210以这样的方式被加工，即第一金属件213由这样的一种金属件构成，即由具有高导热率的金属件构成，而第二金属件214由这样的一种金属件构成，即该金属件的热膨胀系数小于第一金属件213的热膨胀系数。
换言之，我们希望由于使用上述金属基片210，能够减小整个金属基片210的热膨胀性，并提高该金属基片210的导热性，从而增强冷却性能。与此同时，我们希望提高珀尔帖效应元件的可靠性。
还应该指出的是，通常情况下，作为光输出源的多个激光二极管模块或者被安装在发光激励光源上或者被安装在光信号光源上。将激光二极管模块与其它光学元件相结合，以用于光学放大器。
根据上述现有技术，我们非常希望在每一个激光二极管模块中都可以提高珀尔帖效应元件的冷却性能，同时也增加珀尔帖效应元件的可靠性。然而，在每个激光二极管模块都输出较高的光强度且大量这样的激光二极管模块以高密度被布置并被驱动的情况下，仅仅通过增加布置在芯片和珀尔帖效应元件之间的金属基片的导热特性或者仅仅通过减小热膨胀系数差是不能合适地处理由高密度布置的激光二极管模块产生的生成热的。因此，还存在另一个问题，即激光二极管模块的功能可能被破坏。
更为具体的说，这些激光二极管模块当中的每一个模块本身尺寸都非常小，但却是高密度热量生成器，所以当要求将多个这样的激光二极管模块或者安装到发光激励光源或者安装到光信号光源上时，在实际中就很难从这些激光二极管模块中散热。另一方面，也需要进一步提高或者是发光激励光源中的或者是光信号光源中的高的光强度输出。在传统方式中受到激光二极管模块珀尔帖效应元件所得到的冷却效果的限制。因此，这些激光二极管模块只能在这样的情况下被使用，即用于半导体元件的性能保持远远低于100％的情况。
此外，即使激光二极管模块的光强度随市场需求增加，人们仍强烈要求保持由珀尔帖效应元件和半导体元件二者引起的能耗低于传统技术的能耗。因此，光源中的散热特性变得非常重要。
除了激光二极管模块以外，还存在另一个要求，即需处理由激光二极管模块控制板产生的热量，该激光二极管模块控制板被与另一个发热元件(例如CPU)安装在一起以控制该激光二极管模块。
如上所述，被安装在具有良好散热性能的散热器上的或者是发光激励光源或者是光信号光源的发展都是人们强烈希望的。
发明内容
本发明提供了一种光源，该光源具有本发明的激光二极管模块，其特征在于，所述光源包括直接安装到板式热管上的多个激光二极管模块，其中每一个激光二极管模块都包括金属基片和热连接在所述金属基片上的珀尔帖效应元件，在所述金属基片上安装有激光二极管芯片和光学装置，并且所述光源具有大于或等于300mW的光强度。
所述板式热管的吸热部分被热连接到所述珀尔帖效应元件上。
所述激光二极管模块的控制板被热连接到作为所述安装部分的所述板式热管的表面上，该板式热管的所述表面位于其上安装有多个激光二极管模块的表面的相反一侧。
附图的简要说明
为了更好地理解本发明，可以结合附图作参考理解详细说明部分，附图如下：
图1简要表示了构成根据本发明的光源的每一个激光二极管模块的一个结构实施例；
图2A和2B示意性地表示了根据本发明一个实施例的具有多个激光二极管模块的光源；
图3A和3B示意性地表示了根据本发明另一个实施例的具有多个激光二极管模块的光源；
图4是俯视图，示意性地表示了根据本发明又一个实施例的具有多个激光二极管模块的光源；
图5表示了传统的激光二极管模块；
图6是图5中沿线A到A′的激光二极管模块的剖视图；和
图7A和图7B示意性地表示了安装有金属基片的半导体激光模块，其中该金属基片包含两种金属材料。
推荐实施例的详细说明
下面将参考附图对具有本发明的激光二极管模块的光源的各种实施例进行详细说明。
本发明的一个目的是提供一种光源，该光源包括多个以高密度布置并能输出高的光强度的激光二极管模块。
本发明的发明者做了深入细致的研究以解决现有技术中的上述问题，同时发现了如下特征：当具有至少约为单晶金刚石导热率20倍的导热率的热管被连接到珀尔帖效应元件上时，该珀尔帖效应元件被破坏的危险就明显降低。由于如下原因该热管的连接方式早已传统地不受使用者喜欢，并被拒绝。我们曾考虑过，由于所谓“工作流体”的流体被容纳在热管中，所以就可能会产生由该工作流体的泄露和湿度所导致的不良影响。因此，不希望在高精度装置例如激光二极管模块中使用这样的一种工作流体。然而，发明者却从中发现，这样生成的激光二极管模块能够输出高的光强度，并且还可以利用这样的热管以高密度布置这些激光二极管模块。
此外，发明者还做出了如下发现：当热管，更为具体地说，当板式热管吸热部分被热连接到设置在每一个激光二极管模块上的珀尔帖效应元件上时，即使以高密度布置大量的每一个都具有高输出光强度的激光二极管模块，这些激光二极管模块也分别都能被冷却到传统冷却性能所不能比的冷却程度。这些激光二极管模块具有金属基片和被热连接到该金属基片上的珀尔帖效应元件，在该金属基片上还安装有激光二极管芯片和光学装置。因此，有可能提供一种具有多个激光二极管模块的光源，这些激光二极管模块都具有高可靠性并能输出高的光强度。
此外，其上安装有上述多个激光二极管模块的安装部分由一个板式热管加工而成，同时圆型热管部分还从该板式热管的矩形主体部分沿两个方向延伸，此外在该圆型热管部分上还连接有散热片。因此，由于热量可以沿预定方向传递，所以光源的厚度能够变薄，另外还能够利用板式热管的较宽接触表面。因此，能够在其上安装有多个激光二极管模块的壳体安装部分上任意选择安装方向和安装位置，其结果是增加了设计自由度。
具有本发明激光二极管模块的光源的一个实施例包括以高密度布置的多个激光二极管模块，其中每一个激光二极管模块都具有至少300mW的光强度。在具有本发明激光二极管模块的光源的另一个实施例中，该光源包括：多个激光二极管模块，每一个激光二极管模块都包括金属基片和热连接在该金属基片上的珀尔帖效应元件，所述金属基片在其上安装有激光二极管芯片和光学装置；和安装部分，该安装部分包含一个板式热管，在该板式热管上安装有多个激光二极管模块。
此外，在具有本发明激光二极管模块的光源的另一个实施例中，板式热管的吸热部分被热连接到珀尔帖效应元件上。此外，激光二极管模块控制板被热连接到作用为安装部分的板式热管的表面上，板式热管的该表面位于在其上安装有多个激光二极管模块的表面的相反一侧。
此外，在另一个实施例中，板式热管包括具有矩形形状的主体部分和至少一个圆型热管部分，该圆型热管部分从该矩形主体部分延伸并与该矩形主体部分整体加工成一单体件。该主体部分包括具有空腔部分的中空结构，所述主体部分的空腔部分与圆型热管的内部相通。
在另一个实施例中，圆型热管部分可以从该矩形主体部分沿一个方向延伸。该圆型热管部分也可以从该矩形主体部分沿多个方向延伸。可以自由选择布置多个激光二极管模块的位置和方向。圆型热管部分的第一组可以从该矩形主体部分沿一个方向延伸，而圆型热管部分的第二组可以从该矩形主体部分沿一个与上述一方向相反的方向延伸。圆型热管部分的第一组和第二组的数目可以是相同的。圆型热管部分的第一组和第二组的数目也可以彼此不同。此外，在其它的实施例中，每一个圆型热管部分还可以包括散热片。
图1简要表示了构成根据本发明的光源的每一个激光二极管模块的一个结构实施例。如图1所示，激光二极管模块10包括半导体激光器11、第一透镜12、第二透镜13、芯部扩大(core-enlarged)纤维14和密封壳(即与外隔绝的密封壳)20。半导体激光器11穿过芯片载体22安装在基座21上，同时对第一透镜12保持预选的间隔。基座21被布置在珀尔帖效应元件23上。该珀尔帖效应元件23被设置在密封壳20内并被用于控制温度。对于基座21而言，其基本部分由铜制成，安装第一透镜12的部分由不锈钢构成的合成件制成。载体24以这样的方式固定在基座21上，即该载体24位于与第一透镜12相对的位置且将芯片载体22夹在这二者之间。用于监控的光电二极管24a设置成面对芯片载体22的半导体激光器11。
准直透镜12b被第一透镜12中的透镜夹持件12a夹持。该透镜夹持件12a通过焊接被固定在基座21上。在准直透镜12b中使用了非球面透镜，目的是为了得到高耦合率。对于第二透镜13而言，球状透镜13b被透镜夹持件13a夹持，该球状透镜13b的上部和下部都已被截去。透镜夹持件13a被固定在与外隔绝的密封壳20的插入圆筒20a(将在下文中解释)中，而该透镜夹持件13a的位置可在垂直光学轴的平面内进行调节。
对于芯部扩大纤维14而言，其芯部被扩大的顶端面部分被倾斜地磨光并且对光学轴倾斜6度的角度，同时该芯部扩大顶端面部分的磨光表面也被涂有抗反射处理涂层。然后，该顶端面部分被粘在金属圆筒15的内侧，从而可以保护该芯部扩大纤维14的顶端面部分。金属圆筒15通过焊接被固定在调节件16的最佳位置上。可以通过这样的方式定位调节金属圆筒15对于调节件16的最佳位置，即在调节件16中沿芯部扩大纤维14的光学轴方向向前和向后滑动并且绕光学轴转动金属圆筒15。
图2A和2B示意性地表示了根据本发明一个实施例的具有多个激光二极管模块的光源。图2A是剖视图，表示了根据一个实施例的具有多个激光二极管模块的光源，图2B是俯视图，表示了根据一个实施例的具有多个激光二极管模块的光源。
如图2A所示，在该实施例中，其上安装有多个激光二极管模块的安装部分30包含板式热管。作为安装部分30的板式热管由这样的金属构成，即具有较高传热性能的金属，例如铜或铝。该板式热管被加工成具有牢固密封空腔部分40的中空结构。适于热管材料的工作流体被填入空腔部分40中。激光二极管模块10直接被布置在该板式热管的一个表面(即吸热部分)上。由于可以利用该板式热管的较宽矩形表面，所以可以自由选择激光二极管模块10的布置位置和布置方向。散热器33，例如散热片，被热连接到该板式热管的另一个表面上。由于可以直接将该板式热管用作安装部分，所以利用该板式热管的较高传热性尽可能地增加激光二极管模块的布置密度，直到它按自然法则被布置好。
通常而言，热管被设置成具有牢固密封空腔部分的容器，同时通过相变和容纳在该空腔部分中的工作流体的运动这两种方式来执行热传递过程。虽然热量的一部分直接通过构成该热管的容器材料被传递，但是热量的主要部分还是通过相变和工作流体的运动这两种方式被传递。
在热管上安装有将被冷却的元件的吸热侧，工作流体通过吸收被构成该热管的容器材料传递的热量而蒸发，然后，该蒸发的工作流体被移至该热管的散热侧。在该散热侧，该蒸发的工作流体被冷却并且变回到液相状态。已变回到液相状态的工作流体又被移至吸热侧。通过相变和工作流体的运动上述这两种方式，大量的热很快就被散发。
图3A和3B示意性地表示了根据本发明另一个实施例的具有多个激光二极管模块的光源。图3A是剖视图，表示了根据一个实施例的具有多个激光二极管模块的光源，图3B是俯视图，表示了根据该实施例的具有多个激光二极管模块的光源。在根据该实施例的具有多个激光二极管模块的光源中，安装部分包括主体部分31和圆型热管部分32，其中该主体部分31由矩形板式热管构成。该圆型热管部分32从主体部分31延伸并被与该主体部分31整体加工成一单体件。
通过利用这样的金属，即具有较高传热特性的金属，例如铜或铝，将作为安装部分的板式热管的主体部分31与圆型热管部分32整体加工成一单体件。该主体部分包括具有空腔部分40的中空结构。主体部分的空腔部分40与圆型热管部分的内部41相通。激光二极管模块10被直接布置在板式热管的一个表面(即吸热部分)上。在该实施例中，由于可以利用该板式热管的较宽矩形表面，所以还可以自由选择激光二极管模块10的布置位置和布置方向。散热片34被连接到圆型热管部分32上。在该实施例中，从多个激光二极管模块产生的热量首先被传递到其上直接安装有多个激光二极管模块的板式热管的主体部分上，然后进一步被传递到主体部分的空腔部分和其内部与空腔部分相通的圆型热管部分这两部分上。热量可以通过连接在该圆型热管部分上的散热片散发到预定位置。
如上所述，此外，在该实施例中，在其上安装有激光二极管模块10的表面31相反一侧的板式热管主体部分的表面42也可被用作热管的吸热部分。换言之，可以将激光二极管模块控制板或类似元件热连接到该表面上。该激光二极管模块控制板控制激光二极管模块，并在其上安装其它产热元件[例如，CPU、DSP(数字信号处理器)、FET(场效应晶体管)]。在这种情况下，通过考虑将被使用的热管的最大传热量、激光二极管模块的产热量以及激光二极管模块控制板或类似元件的产热量选择合适的热管。其结果是可以有效地进行散热，因此，能充分实现能够输出高的光强度并被高密度布置的激光二极管模块的功能。
图4是俯视图，示意性地表示了根据本发明另一个实施例的具有多个激光二极管模块的光源。
在根据该实施例的具有多个激光二极管模块的光源中，安装部分包括矩形板式热管的主体部分31和两组圆型热管部分32和33。这两组圆型热管部分32和33从主体部分31沿相反方向延伸并被与该主体部分31整体加工成一单体件。
通过利用这样的金属，即具有较高传热特性的金属，例如铜或铝，将作为安装部分的板式热管的主体部分31与圆型热管部分32和33加工成一整体形式。该主体部分31包括具有空腔部分的中空结构。主体部分31的空腔部分与圆型热管32、33的内部41相通。激光二极管模块10被直接布置在板式热管的一个表面(即吸热部分)上。然而，在该附图中，激光二极管模块10被平行于圆型热管32和33布置。同样，在该实施例中，由于可以利用该板式热管的较宽矩形表面，所以可以自由选择激光二极管模块10的布置位置和布置方向。散热片34和35被连接到每一个圆型热管部分32和33上。在该实施例中，从多个激光二极管模块产生的热量首先被传递到在其上直接安装有多个激光二极管模块的板式热管的主体部分31上，然后进一步被传递到其内部与主体部分31的空腔部分相通的圆型热管部分32、33上。热量可以通过连接在该圆型热管部分32、33上的散热片散发到预定位置。
如上所述，此外，还在该实施例中，板式热管主体部分的表面(未示出)，其位于上面安装有激光二极管模块10的表面31的相反一侧，还可被用作热管的吸热部分。换言之，可以将激光二极管模块控制板或类似元件热连接到该表面上。该激光二极管模块控制板控制激光二极管模块，并在其上安装其它产热元件(例如CPU)。在该实施例中，由于这两个圆型热管部分32和33从主体部分31沿相反方向延伸并与该主体部分31整体加工成一单体件，所以能够有效地传递大量的热。同样在该实施例中，通过考虑将被使用的热管的最大传热量、激光二极管模块的产热量以及激光二极管模块控制板或类似元件的产热量选择合适的热管。其结果是可以有效地进行散热，因此，能充分实现能够输出高的光强度并被高密度布置的激光二极管模块的功能。
在根据本发明的具有多个激光二极管模块的光源中，为了充分实现激光二极管模块的功能，在珀尔帖效应元件安装部分侧的温度可以高达约70℃，从而保持激光二极管模块光电二极管附近高达约25℃的温度。然后，最好选择热管的传热量以保持上述温度。
通过这样的方式，即可以减小热阻的方式进行激光二极管模块与包含板式热管的安装部分之间的连接。也就是说，以这样的方式，即通过接合、机械连接或类似方法使激光二极管模块10的底部直接与安装部分31的表面相接触的方式，将激光二极管模块紧密连接到安装部分上。或者，为了减小热阻，可以通过热接口片或热油脂使激光二极管模块直接与安装部分相接触。
因此，从每一个激光二极管模块输出的光强度都能被进一步增加。另外，即使在高密度布置能够输出如此高的光强度的激光二极管模块时，激光二极管模块的热量也能被有效地散除，而激光二极管模块的温度能够被保持在预定的温度范围内，同时不仅布置在激光二极管模块中的珀尔帖效应元件不会被破坏，而且激光二极管芯片的性能也不会被破坏。因此，就可以保持光源的性能了。
通过考虑该安装部分的材料与工作流体之间的适应性，将这种工作流体，例如水，取代氟立昂或氟化物(flon，florinate)填入安装部分的内部，使安装部分的内部处于压力减小的状况。同时最好使用这种铜制成的热管构成板式热管的主体部分和圆型热管部分这两部分，可用水作为工作流体。为了便于工作流体的循环，可以在热管中布置芯。板式热管的形状不局限于矩形形状，而是只要改进后的形状能够保持宽的接触表面，就可以使用其它各种形状。圆型热管部分的形状可以从圆形、椭圆形、扁椭圆形或类似形状中选取。
根据本发明的具有多个激光二极管模块的光源可以被用作用于光传递系统的发光激励光源。此外，根据本发明的具有多个激光二极管模块的光源也可以被用作用于光传递系统的光信号光源。
此外，根据本发明的拉曼放大器是使用包括根据本发明激光二极管模块的光源的拉曼放大器。
下面结合几个例子对具有多个激光二极管模块的本发明的光源进行说明。
例1
如图2A和2B所示，加工具有空腔部分的板式热管的安装部分，该板式热管由铜制成，尺寸为100mm(长)、200mm(宽)和7mm(高)。激光二极管模块的底部通过传热油脂直接与其上布置有多个激光二极管模块的安装部分的一个表面的相应部分紧密接触。
高20mm的波形片按3mm的间隔被金属连接到与其上通过烧焊工艺(焊接工艺)被随机布置6组激光二极管模块的安装部分的表面相反的表面(即按钮表面侧)上，如上所述。
从这6组以随机方式布置的每一组激光二极管模块中输出的光强度至少为100mW。
水被填入热管中作为工作流体，同时线形的芯被布置在该热管的内侧。
根据本发明，当操作具有按上述方式加工的激光二极管模块的光源时，可以从该光源得到这种300mW的高的光强度，同时激光二极管模块的温度被保持在24.9℃到25.1℃的范围内。
如上所述，由于以这样的方式布置激光二极管模块的底部，即使激光二极管模块直接与板式热管相接触，就可以得到高散热特性。因此，或者可以实现小型发光激励光源或者可以实现小型光信号光源，而同时可保持高的光强度和低能耗。
例2
如图3所示，此处备有安装部分，该安装部分包括由具有空腔部分的板式热管构成的主体部分和圆型热管部分，该主体部分由铜制成，尺寸为100mm(长)、200mm(宽)和7mm(高)，同时每一组圆型热管部分具有5mm的直径和100mm的长度，这些圆型热管部分与主体部分整体加工，并且这些圆型热管部分的内部与板式热管的空腔部分相通。激光二极管模块的底部通过传热油脂直接与其上布置有多个激光二极管模块的安装部分的一个表面的相应部分紧密接触。
如图3所示，设计成200mm(长)、40mm(宽)和0.3mm(厚)的板式散热片被连接在从其上随机布置6组激光二极管模块的主体部分延伸出来的圆型热管部分的散热部分上，如上所述。
我们还应该知道，从这6组以随机方式布置的每一组激光二极管模块中输出的光强度至少为100mW。
水被填入热管中作为工作流体，同时线形的芯被布置在该热管的内侧。
根据本发明，当操作具有按上述方式加工的激光二极管模块的光源时，可以从该光源得到这种400mW的高的光强度，同时激光二极管模块的温度被保持在24.9℃到25.1℃的范围内。
如上所述，由于以这样的方式布置激光二极管模块的底部，即通过使激光二极管模块直接与板式热管的主体部分相接触，另外还通过连接在从该主体部分延伸出来的圆型热管部分上的散热片进行散热，就可以得到高散热特性。因此，或者可以实现小型发光激励光源或者可以实现小型光信号光源，而同时可保持高的光强度和低能耗。
例3
如图4所示，此处备有安装部分，该安装部分包括由具有空腔部分的板式热管构成的主体部分和两组圆型热管部分，该主体部分由铜制成，尺寸为100mm(长)、200mm(宽)和7mm(高)，同时每一组圆型热管部分具有5mm的直径和100mm的长度。每一组圆型热管部分都沿相反方向延伸，同时这些圆型热管部分与主体部分整体加工，并且这两组圆型热管部分的内部都与板式热管的空腔部分相通。激光二极管模块的底部通过传热油脂直接与其上布置有多个激光二极管模块的安装部分的一个表面的相应部分紧密接触。
如图4所示，设计成200mm(横向方向)、40mm(纵向方向)和0.3mm(厚)的板式散热片被连接在从其上随机布置6组激光二极管模块的总体部分延伸出来的两组圆型热管部分中每一组的散热部分上，如上所述。
我们还应该知道，从这6组以随机方式布置在安装部分上的每一组激光二极管模块中输出的光强度至少为100mW。
水被填入热管中作为工作流体，同时线形的芯被布置在该热管的内侧。
根据本发明，当操作具有按上述方式加工的激光二极管模块的光源时，可以从该光源得到这种450mW的高的光强度，同时激光二极管模块的温度被保持在24.9℃到25.1℃的范围内。
如上所述，由于以这样的方式布置激光二极管模块的底部，即通过使激光二极管模块直接与板式热管的主体部分相接触，另外还通过连接在从该主体部分沿相反方向延伸出来的两组圆型热管部分上的散热片进行散热，就可以得到高散热特性。因此，或者可以实现小型发光激励光源或者可以实现小型光信号光源，而同时可保持高的光强度和低能耗。
如上文详细所述，根据本发明，有可能提供一种由多个能够输出高的光强度的激光二极管模块加工而成的这样一种细长的光源。能够在光源中以高密度布置这些激光二极管模块，同时还能够以高自由度进行布置。因此，就能够提供小型发光激励光源或者小型光信号光源，而同时能够保持这种高的光强度和低能耗，从而具有较高的工业使用价值。
Claims (12)
1.一种具有激光二极管模块的光源，其特征在于，所述光源包括直接安装到板式热管上的多个激光二极管模块，其中每一个激光二极管模块都包括金属基片和热连接在所述金属基片上的珀尔帖效应元件，在所述金属基片上安装有激光二极管芯片和光学装置，并且所述光源具有大于或等于300mW的光强度。
2.如权利要求1所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，所述板式热管的吸热部分被热连接到所述珀尔帖效应元件上。
3.如权利要求2所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，激光二极管模块控制板被热连接到作为所述安装部分的所述板式热管的表面上，该板式热管的所述表面位于其上安装有多个激光二极管模块的表面的相反一侧。
4.如权利要求3所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，所述板式热管包括具有矩形形状的主体部分和至少一个圆型热管部分，该圆型热管部分从该矩形主体部分延伸并与该矩形主体部分整体加工作为一个部件。
5.如权利要求4所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，所述主体部分包括具有空腔部分的中空结构，所述主体部分的空腔部分与所述圆型热管的内部相通。
6.如权利要求4所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，所述圆型热管部分从所述矩形主体部分沿一个方向延伸。
7.如权利要求4所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，所述圆型热管部分从所述矩形主体部分沿多个方向延伸。
8.如权利要求6所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，可任意选择布置所述多个激光二极管模块的位置和方向。
9.如权利要求6所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，所述圆型热管部分的第一组从所述矩形主体部分沿一个方向延伸，而所述圆型热管部分的第二组从所述矩形主体部分沿一个与上述方向相反的方向延伸。
10.如权利要求9所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，所述圆型热管部分的所述第一和第二组的数目是相同的。
11.如权利要求9所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，所述圆型热管部分的所述第一和第二组的数目彼此不同。
12.如权利要求1至11中任意一项所述的具有激光二极管模块的光源，其特征在于，每一个所述圆型热管部分还包括散热片。
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