[实用新型]半导体激光器单片式宏通道热沉及半导体激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器设备领域，特别是一种半导体激光器单片式宏通道热沉。该热沉采用格栅状过水通道显著提高了热沉的散热效果，本实用新型还相应提供了包括该热沉的半导体激光器。

背景技术

大功率半导体激光器在固体激光器泵浦、激光加工、激光医疗、美容等领域应用广泛，然而半导体激光器在工作时，会有约30％～50％电能会转化为热能损耗，且随着功率的增大，面临的散热要求就越苛刻。

目前半导体激光器的封装形式有整体宏通道和微通道。

对于高功率半导体激光器而言，采用整体宏通道方式，散热效率不高，一般只能达到几十瓦的输出功率，同时由于半导体激光叠阵是将多个半导体激光芯片(亦称巴条)紧密垂直排列而成的高功率模块，一个激光器芯片出现问题会导致整个激光器作废，若采用微通道热沉虽然能一定程度上改善散热效率，但热沉本身及其昂贵，使用过程中需要去离子水，成本较高，并且长时间使用一样会因为电化学反应导致微通道管壁腐蚀或堵塞，严重影响了半导体激光器的可靠性。

中国专利CN 104538836 A公开了一种用于高功率半导体激光器的液体制冷片，该制冷片包括通水区，通水区上设置有进水柱孔和出水柱孔以形成供冷却液流通的通孔，其中还公开了通孔的具体形状为花瓣形以及圆柱形。对于圆柱形通孔而言，其在水平方向上靠近芯片安装区的一侧形成较长的弧形面，这就造成激光芯片散热不均匀的问题，在半导体激光器的工作过程中，激光芯片会产生局部的热损伤，然后逐渐向其他部分扩散，致使整个激光叠阵报废。对于花瓣形的通孔而言，其向外发散的边界使得通孔整体构成了一个更大的圆弧面，上述散热不均的问题更加严重。中国专利CN 104538836 A披露的内容当中显然并没有意识到上述技术问题，故也没有给出解决上述技术问题的相关技术方案或启示，在其他现有技术文献中也未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种半导体激光器单片式宏通道热沉，具有高效、均匀的散热效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供的一种半导体激光器单片式宏通道热沉，包括热沉主体，热沉主体上设有芯片安装区和水冷区，芯片安装区位于热沉主体的一端，水冷区位于靠近芯片安装区的位置，所述水冷区上设有贯通热沉主体的格栅；格栅由至少两个平行排列的格栅孔组成，每个格栅孔包括两个相互平行的侧壁以及用于衔接两个侧壁的衔接端。

优选地，所述格栅孔的衔接端为圆弧形状，且

每个格栅孔中两个侧壁之间的距离明显小于侧壁的长度。

优选地，所述格栅孔的形状为矩形，矩形中一组相互平行的边构成所述侧壁，另一组相互平行的边构成所述衔接端。

优选地，所述格栅包括至少三个格栅孔，格栅孔平行排列后，其排列方向定义出一条基准线，基准线与所述芯片安装区的长边平行。

进一步地，靠近所述芯片安装区的各个所述衔接端到芯片安装区的距离都相等。

优选地，所述热沉主体在所述芯片安装区所在的一面上设有两个密封槽，其中一个密封槽环绕于所述水冷区的周围，另一个密封槽位于远离芯片安装区的一端。

更优选地，所述热沉主体在背离所述芯片安装区所在的一面上设有两个密封槽，且与芯片安装区所在一面上的两个密封槽位置对应。

优选地，所述芯片安装区的两侧设置有缺口，且水冷区的长度不小于芯片安装区的长度，增大了散热面积且使散热更均匀，此外缺口的设计还可以为各种焊接夹具对芯片进行装卡提供了空间。

优选地，所述热沉主体的厚度为1.0mm-10.0mm，长度为10mm-30mm，宽度为10mm-20mm；所述水冷区的宽度为1mm-10mm；所述芯片安装区的最外侧边到所述格栅孔中心的距离为4mm-8mm；相邻两个所述格栅孔之间的距离不小于0.2mm；格栅孔从一个衔接端到另一衔接端的距离为2.0mm-5mm，每个格栅孔的两个平行侧壁之间的距离为0.3mm-2.0mm。