[发明专利]一种微通道散热器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种微通道散热器结构，包括：盖板，所述盖板设置有工质入口和工质出口；金属底座，所述金属底座密封设置在所述盖板下方；第一微流道结构，所述第一微流道结构沿第一方向设置在所述盖板和所述金属底座密封体的内部；第二微流道结构，所述第二微流道结构沿第二方向设置在所述盖板和所述金属底座密封体的内部，且与所述第一微流道结构、所述工质入口、所述工质出口连通；以及微流道分流结构，所述微流道分流结构设置在所述盖板和所述金属底座密封体的内部，且与所述第一微流道结构连通。

技术领域

本发明涉及半导体激光器热管理技术领域，具体地，尤其涉及一种用于端面泵浦板条激光器中激光晶体的局部强化微通道散热器及其制作方法。

背景技术

激光技术是20世纪发展起来的一项重要的科学技术，已经广泛应用于军事、医疗、材料加工等场合。其中的激光二极管泵浦全固态激光器，具有高效率、高可靠性、高光束治疗等优点，这些优点在端面泵浦板条激光器中尤其明显。但由于端面泵浦板条激光器中激光晶体的热导率不高，热透镜效应和热断裂损伤的风险在很大程度上限制了激光器功率的提高。因此，激光晶体的散热成了一个亟待解决的问题。

Ma Z等人在Optics Communications,2007,275(1):179-185发表的文章《Thermaleffects of the diode end-pumped Nd:YVO4 slab》建立了端面泵浦板条激光器中激光晶体的理论模型，分析了激光晶体热效应。根据所得出的解析可知，激光晶体的热源功率在晶体内部呈指数分布，泵浦面附近的热功率极大，并在晶体内部快速衰减。

Weber R等人在IEEE Journal of Quantum Electronics,1998,34(6):1046-1053发表的文章《Cooling schemes for longitudinally diode laser-pumped Nd:YAG rods》提出了四种散热方式，分别是直接在散热面固定紫铜块、将泵浦端浸没在水中、在泵浦端固定蓝宝石传热、改变掺杂方式。紫铜块散热的效果并不显著，其他三种方式虽然在一定程度上减少了激光晶体热效应，但是浸没式散热会影响光束的质量，蓝宝石冷却和改变掺杂方式有一定的技术难度，并且应用场景有限。总的来说，几种方式的散热性能都有待提高。

刘云等人在发光学报2005,26(1):109-114中发表《大功率半导体激光器叠层无氧铜微通道热沉》提出了一种叠层微通道结构，散热器的总厚度为2.2微米，在一定参数下，最小热沉热阻R_thm＝4.205×10^-3K·cm²/W。但是要实现这个热阻所需的压降为2.2×10⁶，这在实际中存在一定的困难。

针对现有的激光晶体散热技术存在的散热效果不显著、应用场景有限以及技术实现困难等问题，本发明提出一种微通道散热器及其制作方法，至少部分的克服了上述问题。

发明内容

针对现有的激光晶体散热技术存在的散热效果不显著、应用场景有限以及技术实现困难等问题，根据本发明的一个实施例，提供一种微通道散热器结构，包括：

盖板，所述盖板设置有工质入口和工质出口；

金属底座，所述金属底座密封设置在所述盖板下方；

第一微流道结构，所述第一微流道结构沿第一方向设置在所述盖板和所述金属底座密封体的内部；

第二微流道结构，所述第二微流道结构沿第二方向设置在所述盖板和所述金属底座密封体的内部，且与所述第一微流道结构、所述工质入口、所述工质出口连通；以及

微流道分流结构，所述微流道分流结构设置在所述盖板和所述金属底座密封体的内部，且与所述第一微流道结构连通。

在本发明的一个实施例中，所述第一方向为平直方向；所述第二方向为与所述第一方向相交且垂直的平直方向。