[发明专利]一种散热组件及散热方法

说明书

本发明公开了一种散热组件及散热方法，涉及温度控制技术领域。该散热组件包括：上层盖板、中间换热层、射流冲击层及微蒸发层，上层盖板、中间换热层、射流冲击层及微蒸发层依次叠合；上层盖板开设有至少一个制冷剂注入孔及至少一个制冷剂出孔；中间换热层和射流冲击层分别开设有与制冷剂出孔对应的第一连接孔与第二连接孔，微蒸发层开设有蒸发腔，制冷剂出孔通过第一连接孔、第二连接孔与蒸发腔连通；中间换热层和射流冲击层还分别开设有多个第一微通道与多个第二微通道，制冷剂注入孔通过多个第一微通道与多个第二微通道与蒸发腔连通。通过该散热组件对被散热物进行散热，解决了现有冷却系统体积大，散热效率低及存在温度差的问题。

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种散热组件及散热方法。

背景技术

近些年，随着激光技术的发展，激光已经在国防、医疗、工业等领域占据越来越重要的地位，由于光束质量好、效率高、寿命长，高功率固体激光器在科研和军事领域具有重要的研究价值。高热流密度固体激光器中，增益介质作为关键部件，在受到高热流密度泵浦光照射的情况下，其内部会产生大量的热，导致各种热效应，使光束质量下降，激光出光功率降低，更为严重的可能导致增益介质炸裂。激光器工作时，板条晶体中心面沿长度方向的温度分布不均匀，温度两边高，中间低，这会产生相应的热应力，板条是焊在散热结构上的，该应力会引起板条晶体的应力形变，其会影响激光器的稳定区，匀化板条的温度也是急需解决的问题。除了以上问题，为了将上述产生的大量热散掉，按照传统的冷却方法，所需的冷却系统的体积、重量越来越大，这些都制约着高功率固体激光技术的发展，这点远超出了一般电子器件领域所研究的散热、热设计等概念，激光器热效应成为实现高功率激光器所需突破的最关键核心问题之一，而其基础是研究激光器端面冷却技术。

目前，常用的冷却技术根据冷却介质的形态包括气体、液体、固体以及多相冷却技术，其中气体冷却技术又分为自然对流换热冷却技术和强迫空气冷却技术；固体冷却技术主要是半导体制冷技术；液体冷却技术包括直接和间接液体冷却、液滴或喷淋冷却、微通道冷却以及射流冲击冷却；多相冷却技术包括热管冷却技术等。由于激光器输出功率高，连续输出时可达百瓦级，脉冲输出时峰值功率可达千瓦级，通常的转换效率一般为50％，即发热量与出光功率一样，并且发热量集中的有源区尺寸非常小，热流密度很高，现阶段主要用微通道热沉散热。然而，传统的激光器水冷散热存在诸多问题，随着激光器输出功率的增加，冷却系统的体积重量增大，在实际使用过程中受到了很大的限制。

发明内容

本发明提供一种散热组件及散热方法，用以解决现有技术中冷却系统体积大，散热效率低及散热存在温度差的问题。

第一方面，为了实现上述目的，本发明提供一种散热组件，包括：

上层盖板、中间换热层、射流冲击层及微蒸发层，所述上层盖板、中间换热层、射流冲击层及微蒸发层依次叠合；

所述上层盖板开设有至少一个制冷剂注入孔及至少一个制冷剂出孔；

所述中间换热层和所述射流冲击层分别开设有与所述制冷剂出孔对应的第一连接孔与第二连接孔，所述微蒸发层开设有蒸发腔，所述制冷剂出孔通过所述第一连接孔、第二连接孔与所述蒸发腔连通；

所述中间换热层和所述射流冲击层还分别开设有多个第一微通道与多个第二微通道，所述制冷剂注入孔通过多个所述第一微通道与多个所述第二微通道与所述蒸发腔连通。

进一步地，所述中间换热层靠近所述上层盖板的一侧设置有第一凹槽，所述多个第一微通道设置在所述第一凹槽内；

所述第一连接孔靠近所述上层盖板一端设有适于在所述上层盖板与所述中间换热层叠合后与所述上层盖板贴合的第一凸起，和/或，所述制冷剂注入孔靠近所述中间换热层一端设有适于在所述上层盖板与所述中间换热层叠合后与所述中间换热层叠贴合的第二凸起。

进一步地，所述上层盖板靠近所述中间换热层的一侧设置有第二凹槽，所述制冷剂注入孔设置在所述第二凹槽内；