[发明专利]用于二极管激光器棒的冷却设备

说明书

用于二极管激光器棒的冷却器包括加工基座，包括水输入室和水输出室、以及其上能够安装二极管激光器棒的顶板。在基座和第一板之间提供三个蚀刻板的叠堆。蚀刻板的叠堆被构造为提供连接到水输入和水输出室的8个横向间隔开的冷却通道的5个纵向间隔开的行。水在冷却通道中流动并与第一板热接触。

要求优先权

本申请要求2016年2月11日提交的美国临时申请No.62/293,945和2016年12月13日提交的美国专利申请No.15/377,491的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明一般涉及封装二极管激光器棒。本发明特别涉及在水冷散热器上的封装二极管激光器棒。

背景技术

术语封装，应用于二极管激光器棒，是指在某种冷却基座或散热器上安装二极管激光器棒或二极管激光器棒阵列。该基座可以是相对较大的基座，提供“导电冷却封装”(CCP)。对于更高功率的操作，基座通常是水冷的，例如通过微通道布置。

二极管激光器棒包括在单晶衬底上外延生长的多个半导体层，其中多个二极管激光发射器限定在外延层中。通常，衬底是n型衬底，并且生长层使得形成二极管的“p侧”(阳极侧)的层在最上面。二极管激光器棒直接焊接在“散热器”上，或者通过子基板焊接，该子基座的热膨胀系数(CTE)介于基板材料和散热器材料(通常为铜)之间。

在微通道冷却装置中，冷却通道通常具有约0.5毫米(mm)或更小的内部尺寸，其中水以相对高的速度通过高压强制通过通道。这也会导致形成水冷通道的铜的快速腐蚀。通过用诸如金的金属电镀水冷通道可以在一定程度上减轻这种腐蚀。然而，由于微通道是散热器的“内部”，因此只能通过浸镀来实现电镀，通常使用强制流动电镀解决方案。这导致电镀不均匀，通道的内部性质阻止了无损检测以确保质量。需要一种改进的水冷散热器用于二极管激光器棒，这将有助于冷却通道的电镀。

发明概述

在一个方面中，依照本发明的用于二极管激光器棒的冷却设备包括：基座构件，包括水输入室和水输出室。第一板上能够安装所述二极管激光器棒。多个N个其他板堆叠在所述基座和所述第一板之间。N个其他板被构造成提供横向间隔开的冷却通道的多个M个纵向间隔开的行，横向间隔开的冷却通道与所述水输入和水输出室流体连通并与第一板热接触。

附图简述

包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示意性地示出了本发明的优选实施例，并且与上面给出的一般描述和下面给出的优选实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。

图1是分解三维视图，示意性地描述根据本发明的宏通道冷却器的一个优选实施例，包括加工基座，包括：水输入室和水输出室；顶板，其上可以安装二极管激光器棒，以及三个蚀刻板的叠堆，构造成提供8个冷却通道的5个行，与输入和输出室流体连通并与顶板热接触。图1A以组装形式示出了图1的冷却器。

图2是分解三维视图，示意性地描述根据本发明的宏-通道冷却器的另一个优选实施例，类似于图1的宏通通冷却器，但其中基座的配置不同，并且顶板和三个蚀刻板更短更宽，提供与顶板热接触的10个冷却通道的4行。图2A以组装形式示出了图2的冷却器。

发明详述

现在回到附图，其中相同的特征用相同的参考数字表示，图1示意性地示出了根据本发明的水冷宏通道冷却器10的一个优选实施例。冷却器10以“分解”形式示出，以说明水流过冷却器的创造性方式。冷却器10在图1A中以组装形式示出，其中水流布置不可见。

冷却器10包括细长的矩形基座构件12，其包括与细长的入口-室16流体连通的水入口管道14，以及与细长的出口-室20流体连通的水出口管道18。用于将入口和出口管道连接到供应和排出(排出)管的标准水连接(未示出)设置在底座下方，在图的方向上。使用传统的金属加工方法将管道和室加工到基座中。