CN204190159U - 一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，包括半导体激光器模块，散热体和过渡热沉；半导体激光器模块包括激光芯片组，表面覆金属的陶瓷基板，正极块和负极块；所述表面覆金属的陶瓷基板为在陶瓷基板的表面以中心对称方式覆金属层设有互不接触的两个L形导电区，分别作为引出正电极区和引出负电极区；激光芯片组焊接在正极块和负极块之间，出光方向垂直于表面覆金属的陶瓷基板；散热体的一端为安装平台，另一端为散热翅片结构；半导体激光器模块通过安装孔以机械方式安装在过渡热沉上，过渡热沉焊接或者通过安装孔以机械的方式安装在散热体的安装平台上。本实用新型中的传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统体积小巧，便于更换维修，可以作为手持脱毛仪或者手持激光医疗仪的光源。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体激光器技术领域，具体涉及一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统。
背景技术
半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长，波长范围广等优点，已成为新世纪发展快、成果多、学科渗透广、应用范围大的核心器件，尤其是受到了医疗领域的青睐。随着半导体激光器技术的不断发展和日臻成熟，自身特有的优势不断扩大，在医疗领域的应用也将更加广泛，它不仅弥补了高能CO2气体激光器不易光纤传输，操作不便的缺点，而且弥补了灯泵浦固体激光器效率低散热差的缺点，这使得半导体激光器将成为医疗激光器的主流产品。
半导体激光在医疗美容领域的一个重要应用为激光脱毛，光子嫩肤以及除皱，此外还可以用于祛斑和其它色素沉淀疾病等。半导体激光脱毛已经被证实为一种安全有效的脱毛方式，越来越多的脱毛仪器采用半导体激光器作为光源，并且随着技术的发展，激光脱毛和美肤仪器也趋向于小型和家庭使用，而目前可以实现高功率输出的半导体激光器常采用液体冷却的方式散热，会使得半导体激光器体积较大，冷却系统复杂，成本较高，很难实现可以供家用的小巧且成本低的激光脱毛和美容仪器。
实用新型内容
为了解决现有技术的不足，本实用新型提出了一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，体积小巧，散热效率高且拆装简单，具体的技术方案为：
一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，包括半导体激光器模块，散热体和过渡热沉；所述的半导体激光器模块包括激光芯片组，表面覆金属的陶瓷基板，正极块和负极块；所述激光器芯片组采用了1个或者多个激光芯片形成叠阵模块，其中各个激光芯片均带有衬底；所述表面覆金属的陶瓷基板为在陶瓷基板的表面以中心对称方式覆金属层设有互不接触的两个L形导电区，分别作为引出正电极区和引出负电极区，所覆的金属层一般选用金属铜或者铜钨；所述的正极块和负极块的底部分别对应焊接固定于两个L形导电区的长部，激光芯片组焊接在正极块和负极块之间，出光方向垂直于表面覆金属的陶瓷基板，两个L形导电区的短部设置有安装孔；所述的过渡热沉上开有与两个L形导电区的短部相匹配的安装孔；所述的散热体的一端为安装平台，安装平台上开有与过渡热沉相匹配的安装孔，散热体的另一端为散热翅片结构，散热翅片由n（n>2）片平行排列的具有一定间距的片装散热结构构成；半导体激光器模块通过安装孔以机械方式安装在过渡热沉上，过渡热沉焊接或者通过安装孔以机械的方式安装在散热体的安装平台上。
所述的过度热沉选用热导率高、刚性强的金属材料。
所述的激光芯片可以为单发光点芯片，可以为多发光点芯片。
所述表面覆金属的陶瓷基板的陶瓷材料选用高导热率的陶瓷，可以为氮化铝，氧化铍。
对于本实用新型中的传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，可以在散热翅片后方加风扇，增加半导体激光器系统的散热效率。
本实用新型的优点为：
1. 本实用新型中的半导体激光器模块的激光芯片组和正、负极块是通过直接焊接的方式连接，保证了散热界面的良好接触，且正、负极块具有较大的热容，提高了散热效率，可以保证半导体激光器在长脉冲，高占空比下稳定工作。
2. 本实用新型中半导体激光器系统采用热导率高、刚性强的金属材料做过度热沉，提高了散热能力，并且半导体激光器和过渡热沉均可以采用螺丝的机械安装方式，拆装简单，便于在后期的维护和更换。
3. 本实用新型中采用与激光芯片的热膨胀系统匹配的陶瓷基板和金属电极材料，降低了热应力，提高了半导体激光器模块的可靠性。
4. 本实用新型的传导冷却型医疗用高功率半导体激光器体积小，可以作为手持脱毛仪或者手持激光医疗仪的光源。
附图说明
图1为一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统原理图。
图2为本实用新型实施例的半导体激光器模块的结构图。
图3 为表面覆金属的陶瓷基板的两个L型覆金属区域示意图。
附图标号说明：1为半导体激光器模块，2为负极块，3为正极块，4为表面覆金属的陶瓷基板，5为激光芯片，6为出光方向，7为散热翅片，8为散热体的安装平台，9为过渡热沉，10为螺钉，11为表面覆金属的陶瓷基板的正电极区，12为表面覆金属的陶瓷基板的负电极区，13为陶瓷基板，14为安装孔。
具体实施方式
图1为本实用新型的一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统原理图。一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，包括半导体激光器模块1，散热体（7和8）和过渡热沉9。半导体激光器模块1，散热体（7和8）和过渡热沉9三者之间可以焊接也可以通过螺钉进行连接。
图2本实用新型实施例的半导体激光器模块1的结构图，半导体激光器模块包括激光芯片5，表面覆金属的陶瓷基板4，正极块3和负极块2；所述表面覆金属的陶瓷基板4为在导热绝缘衬底13（即陶瓷基板）的表面以中心对称方式覆铜设有互不接触的两个L形导电区，分别作为引出正电极区11和引出负电极区12，可参考图3的表面覆金属的陶瓷基板的两个L型覆金属区域示意图，所覆金属选用高导热率的金属可以是铜或者铜钨；所述的正极块3和负极块2的底部分别对应焊接固定于两个L形导电区的长部，激光芯片5焊接在正极块3和负极块2之间，出光方向6垂直于表面覆金属的陶瓷基板4；表面覆金属的陶瓷基板4的两个L形导电区(11和12)的短部设置有安装孔14；所述的过渡热沉9上开有与两个L形导电区的短部相匹配的安装孔；所述的散热体的一端为安装平台8，安装平台8上开有与过渡热沉9相匹配的安装孔，散热体的另一端为散热翅片7结构，散热翅片7由n（n>2）片平行排列的具有一定间距的片状散热结构构成；半导体激光器模块1通过安装孔14以机械方式安装在过渡热沉9上，过渡热沉9焊接或者通过安装孔以机械的方式安装在散热体的安装平台8上。
所述的激光芯片5可以为单发光点芯片，可以为多发光点芯片。
所述表面覆金属的陶瓷基板4的陶瓷基板13为高导热率的陶瓷材料，可以为氮化铝，氧化铍。
对于本实用新型中的传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，可以在散热翅片后方加风扇，增加半导体激光器系统的散热效率。
本实用新型的传导冷却型医疗用高功率半导体激光器体积小，可以作为手持脱毛仪或者手持激光医疗仪的光源，通过选用不同波长的激光芯片即可实现脱毛或者嫩肤。
例如激光芯片可以选用一个波长为808nm，发光单元为19个的巴条做成本实用新型的传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，作为家庭用手持脱毛仪的光源。
Claims (3)
1.一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，包括半导体激光器模块和散热体，其特征在于：还包括过渡热沉；所述的半导体激光器模块包括激光芯片组，表面覆铜或覆铜钨的陶瓷基板，正极块和负极块；所述激光器芯片组采用了1个或者多个激光芯片形成叠阵模块，其中各个激光芯片均带有衬底；所述表面覆铜或覆铜钨的陶瓷基板为在陶瓷基板的表面以中心对称方式覆铜或覆铜钨设有互不接触的两个L形导电区，分别作为引出正电极区和引出负电极区；所述的正极块和负极块的底部分别对应焊接固定于两个L形导电区的长部，激光芯片组焊接在正极块和负极块之间，出光方向垂直于表面覆铜或覆铜钨陶瓷基板，两个L形导电区的短部设置有安装孔；所述的过渡热沉上开有与两个L形导电区的短部相匹配的安装孔；所述的散热体的一端为安装平台，安装平台上开有与过渡热沉相匹配的安装孔，散热体的另一端为散热翅片结构，散热翅片结构由n片平行排列的具有一定间距的片装散热结构构成，其中n>2；半导体激光器模块通过安装孔以机械方式安装在过渡热沉上，过渡热沉焊接或者通过安装孔以机械的方式安装在散热体的安装平台上。
2. 根据权利要求1所述的一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，其特征在于：所述的激光芯片为单发光点芯片或者多发光点芯片。
3.根据权利要求1所述的一种传导冷却型医疗用高功率半导体激光器系统，其特征在于：所述表面覆铜或覆铜钨陶瓷基板的陶瓷材料为氮化铝或者氧化铍。
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2014
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