CN204190160U - 一种基于传导冷却的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基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统，包括半导体激光器模块，过渡热沉，散热体和电路板；半导体激光器模块包括激光芯片，导热绝缘衬底，正极块，负极块，引出正电极和引出负电极；所述的正极块和负极块焊接在导热绝缘衬底上，激光芯片焊接在正极块和负极块之间且激光芯片出光方向垂直于导热绝缘衬底；所述的半导体激光器模块的引出正电极一端焊接在正极块上，引出正电极的另一端焊接在电路板的正极线路上，所述的引出负电极一端焊接在负极块上，引出负电极的另一端焊接在电路板的负极线路上；散热体的一端为开有安装孔的安装平台，另一端为散热翅片结构，半导体激光器模块的导热绝缘衬底直接焊接在过渡热沉上，过渡热沉通过安装孔以机械的方式安装在散热体的安装平台上。本实用新型中的高功率半导体激光器系统体积小巧，维修拆卸简单方便，可以作为家庭用手持脱毛仪的光源。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体激光器技术领域，具体涉及一种基于传导冷却的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。
此外，常用的脱毛仪器中的半导体激光器均为直接焊接在散热装置上，一旦激光器出现故障，维修较为复杂，增加了售后维修的成本，给客户带来了不便。
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基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统，体积小巧，维修拆卸简单方便，具体的技术方案为：
一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统，包括半导体激光器模块，过渡热沉，散热体和电路板；所述的半导体激光器模块包括激光芯片，导热绝缘衬底，正极块，负极块，引出正电极和引出负电极；正极块和负极块焊接在导热绝缘衬底上，激光芯片焊接在正极块和负极块之间且激光芯片出光方向垂直于导热绝缘衬底。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；所述的导热绝缘衬底为高导热率的陶瓷衬底，该陶瓷衬底的陶瓷材料可以为氮化铝或者氧化铍；所述的引出正电极和引出负电极采用柔性的金属材料，例如金属铜，金属铜钨合金或者铝。
所述的电路板为预制好正极线路和负极线路的电路板，电路板的正极线路输出端和负极线路输入端直接与外接电源相连；所述的半导体激光器模块的引出正电极一端焊接在正极块上，引出正电极的另一端焊接在电路板的正极线路上，所述的引出负电极一端焊接在负极块上，引出负电极的另一端焊接在电路板的负极线路上；所述的散热体的一端为开有安装孔的安装平台，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；所述的过渡热沉上开有与散热体的安装平台匹配的安装孔，半导体激光器模块的导热绝缘衬底直接焊接在过渡热沉上，过渡热沉通过安装孔以机械的方式安装在散热体的安装平台上。
本方案中的一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统还包括支架，支架安装于散热体的安装平台上，用于支撑电路板，并与电路板夹合固定半导体激光器模块的引出正电极和引出负电极；或者，在散热体的安装平台上设置有凹形结构，半导体激光器模块设置在散热体的安装平台上的凹形结构内使半导体激光器模块的引出正电极和引出负电极的下端面贴合在安装平台的平面上，且分别在引出正电极、引出负电极下端面与安装平台的平面之间设置有绝缘膜；所述引出正电极上端面焊接在电路板的正极线路上，引出负电极上端面焊接在电路板的负极线路上。
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.本实用新型基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统，在半导体激光器模块散热端设置有散热体，提高了半导体激光器模块的散热效率，同时保证了体积较小适用于家用；
2.本实用新型中的半导体激光器模块的激光芯片和正、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；
3.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；
4.本实用新型中采用与激光芯片的热膨胀系统匹配的电路板和金属电极材料，降低了热应力，提高了半导体激光器模块的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统原理图。
图2为半导体激光器模块与过渡热沉的焊接结构图。
图3为一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统的实施例。
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为导热绝缘衬底，5为激光芯片，6为出光方向，7为散热翅片，8为安装平台，9为过渡热沉，10为螺钉，11为引出负电极，12为支架，13为电路板，14为安装孔，15为引出正电极，16为安装平台上的凹型结构。
具体实施方式
图1为本实用新型的一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统原理图。一种基于传导冷却的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，过渡热沉9，散热体（7和8）和电路板13。
图2为半导体激光器模块的结构图，半导体激光器模块包括激光芯片5，导热绝缘衬底4，正极块3和负极块2，引出正电极15、引出负电极11；正极块3和负极块2焊接在导热绝缘衬底4上，激光芯片5焊接在正极块3和负极块2之间，出光方向6垂直于导热绝缘衬底4。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；激光芯片的个数可以是1个也可以是多个，当激光芯片有多个时，各个激光芯片均带有衬底；所述的导热绝缘衬底4为高导热率的陶瓷衬底，陶瓷材料可以为氮化铝，氧化铍；引出正电极15、引出负电极11采用柔性的金属材料。在具体的实施例中，一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统还可以包括支架12，支架安装于散热体的安装平台8上，用于支撑电路板13，并与电路板13夹合固定引出正电极15和引出负电极11。
如图3所示为本实用新型的一个实施例，包括半导体激光器模块1，过渡热沉9，散热体（7和8）和电路板13；其中半导体激光器模块1选用如图2所示的结构，所述的散热体的一端为开有安装孔的安装平台8，另一端为散热翅片7结构，散热翅片7结构由n（n>2）片平行排列的具有一定间距的片装散热结构构成；所述的过渡热沉9上开有与散热体的安装平台8匹配的安装孔14。在散热体的安装平台8上设置有凹形结构，半导体激光器模块1的导热绝缘衬4直接焊接在过渡热沉9上，过渡热沉9通过安装孔14以机械的方式安装在散热体的安装平台8的凹形结构16内，使半导体激光器模块1的引出正电极15和引出负电极11的下端面贴合在安装平台平面上，且分别在引出正电极15、引出负电极11下端面与安装平台平面之间设置有绝缘膜。所述的电路板13为预制好正极线路和负极线路的电路板，电路板的正极线路输出端、负极线路输入端直接与外接电源相连，通过电路板13可以直接给半导体激光器模块1加电使其工作；电路板13压合在安装平台8的平面上，且电路板的正极线路压合焊接在引出正电极15的一端上，电路板的负极线路压合焊接在引出负电极11的一端上，所述引出正电极15和引出负电极11的另一端分别水平焊接在正极块3上和负极块2上。
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7后方加风扇，增加半导体激光器系统的散热效率。
本实用新型的一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统体积小，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基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统，作为家庭用单巴手持脱毛仪的光源。
Claims (5)
1.一种基于传导冷却的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，过渡热沉，其特征在于：还包括电路板；所述的半导体激光器模块包括激光芯片，导热绝缘衬底，正极块，负极块，引出正电极和引出负电极；所述的正极块和负极块焊接在导热绝缘衬底上，激光芯片焊接在正极块和负极块之间且激光芯片出光方向垂直于导热绝缘衬底；所述的电路板为预制好正极线路和负极线路的电路板，电路板的正极线路输出端和负极线路输入端直接与外接电源相连；所述的半导体激光器模块的引出正电极一端焊接在正极块上，引出正电极的另一端焊接在电路板的正极线路上，所述的引出负电极一端焊接在负极块上，引出负电极的另一端焊接在电路板的负极线路上；所述的散热体的一端为开有安装孔的安装平台，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；所述的过渡热沉上开有与散热体的安装平台匹配的安装孔，半导体激光器模块的导热绝缘衬底直接焊接在过渡热沉上，过渡热沉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所述的一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统，其特征在于：还包括支架，支架安装于散热体的安装平台上，用于支撑电路板，并与电路板夹合固定半导体激光器模块的引出正电极和引出负电极。
3.根据权利要求1所述的一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统，其特征在于：所述散热体的安装平台上设置有凹形结构，半导体激光器模块设置在散热体的安装平台上的凹形结构内使半导体激光器模块的引出正电极和引出负电极的下端面贴合在安装平台平面上，且分别在引出正电极、引出负电极下端面与安装平台平面之间设置有绝缘膜；所述引出正电极上端面焊接在电路板的正极线路上，引出负电极上端面焊接在电路板的负极线路上。
4.根据权利要求1所述的一种基于传导冷却的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。
5.根据权利要求1所述的一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统，其特征在于：所述的导热绝缘衬底材料为氮化铝或者氧化铍。
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| CN201420580336.5U CN204190160U (zh) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | 一种基于传导冷却的医疗用高功率半导体激光器系统 |
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