專利名稱：一種用于半導(dǎo)體激光二維陣列的長壽命微通道冷卻熱沉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體激光器制備封裝技術(shù)，特別是指一種長壽命微通 道冷卻熱沉，屬于激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器具有電光轉(zhuǎn)換效率高、體積小、重量輕、壽命長等優(yōu)點， 使得它的應(yīng)用變得越來越廣泛。提高輸出功率和光束質(zhì)量一直是大功率半導(dǎo) 體激光器的主要研究課題。隨著半導(dǎo)體激光器功率的不斷提高，功率密度不 斷增大，半導(dǎo)體激光器的壽命受到一定影響。目前的發(fā)展趨勢是為了提高半 導(dǎo)體激光器的輸出功率，不斷提高發(fā)光單元在快軸上的占空比，即壓縮激光
耙條(bar)之間的間距。隨著快軸占空比的提高，微通道熱沉的厚度被進(jìn)一 步壓縮，這樣就使得每片微通道薄片的厚度都很薄，壁厚大約在0.3mm左右， 由于去離子水的腐蝕性和水流壓力的作用，長期工作的情況下，微通道的薄 壁很快會被腐蝕掉，微通道的壽命就成了半導(dǎo)體激光器壽命的瓶頸。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服了現(xiàn)有微通道冷卻熱沉的上述缺陷，提供了 一種新型的微通道冷卻熱沉，該微通道熱沉具有抗腐蝕性強(qiáng)、壽命長等優(yōu)點。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案。本實用新型包括 耙條和用于冷卻耙條的微通道熱沉，微通道熱沉由五片微通道薄片疊加而成， 每片微通道薄片上都刻蝕有用于冷卻水流過的通道，每片微通道薄片的厚度 為0. 5毫米 3毫米，在耙條的前端設(shè)置有用于提高快軸方向占空比的光束整 形裝置。
本實用新型中，微通道的厚度增大之后，發(fā)光單元在快軸上的占空比會 減小，影響半導(dǎo)體激光器的發(fā)光質(zhì)量。但由于本實用新型中每個微通道薄片 的厚度僅為0.5毫米 3毫米，所以對發(fā)光單元在快軸上的占空比的影響，可 以通過在激光堆棧前面加光束整形裝置，將每個激光耙條(bar)的光斑進(jìn)行 分割、旋轉(zhuǎn)、重排，增大發(fā)光單元在快軸上的占空比，補(bǔ)償由于增大微通道 厚度弓i起的光束質(zhì)量減小的問題。本實用新型的有益效果是
1) 本實用新型半導(dǎo)體激光器微通道熱沉由于增大了壁厚，增強(qiáng)了微通道 熱沉的抗腐蝕性，具有結(jié)構(gòu)簡單、壽命長的優(yōu)點；
2) 本微通道熱沉由于增大了厚度，增強(qiáng)了微通道熱沉的抗腐蝕性，使冷 卻水的流量和流速可以進(jìn)一步增大，制冷效果進(jìn)一步增強(qiáng)；
3) 微通道熱沉厚度的增加對光束質(zhì)量的影響，可以通過現(xiàn)有的光束整形 裝置進(jìn)行整形，所以不會影響光束的質(zhì)量。


圖1五層無氧銅薄片組成微通道熱沉示意圖
圖2微通道厚度增大前后激光堆棧及對應(yīng)光斑分布對比示意圖
圖3階梯鏡折轉(zhuǎn)光路示意圖
圖4微通道厚度增大以后，光斑的近場分布以及經(jīng)過整形系統(tǒng)之后的光斑分 布對比示意圖
圖中1、最底層無氧銅薄片，2、第二層無氧銅薄片，3、第三層無氧銅 薄片，4、第四層無氧銅薄片，5最頂層無氧銅薄片，6、薄微通道對應(yīng)的激光 堆棧二維陣列，7、薄微通道對應(yīng)的激光堆棧二維陣列發(fā)出的激光近場光斑分 布，8、微通道增大厚度以后對應(yīng)的激光堆棧二維陣列，9、微通道增大厚度 以后對應(yīng)的激光堆棧二維陣列發(fā)出的激光低占空比近場光斑分布，10、由五 層無氧銅薄片組成的薄微通道熱沉，11、增大厚度以后的微通道熱沉，12、 激光bar， 13、低占空比光斑分布經(jīng)過光束整形系統(tǒng)分割后的光斑示意圖，14、 低占空比光斑分布經(jīng)過光束整形系統(tǒng)分割、旋轉(zhuǎn)、重排后得到的高占空比光 斑分布示意圖，15、階梯反射鏡一，16、階梯反射鏡二。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步說明
本實施例中冷卻熱沉的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的冷卻熱沉結(jié)構(gòu)相同，由五片微通道 薄片組成，如圖1所示，五片微通道薄片分別為最底層無氧銅薄片1、第二層
無氧銅薄片2、第三層無氧銅薄片3、第四層無氧銅薄片4和最頂層無氧銅薄 片5，每層微通道熱沉薄片上都刻蝕有不同的用于冷卻水流過的通道。本實施 例中，將每片微通道薄片的厚度由原來的0.3mm增大到每層0.7mm，如圖2所示。由于增大了每層薄片的壁厚，所以增強(qiáng)了微通道熱沉的抗腐蝕性，同 時也增強(qiáng)了冷卻水的流量和流速，使制冷效果進(jìn)一步增強(qiáng)。但由于微通道熱 沉厚度的增加而使耙條之間的距離增大了，所以影響了光束質(zhì)量。雖然增大 每層薄片的厚度以后，光束質(zhì)量有所降低，但是可以通過現(xiàn)有的光束整形裝 置對其進(jìn)行整形，達(dá)到對光束質(zhì)量的要求。
如圖2所示，7為薄微通道對應(yīng)的激光堆棧二維陣列發(fā)出的激光近場光 斑分布，9為微通道增大厚度以后未經(jīng)整形之前對應(yīng)的激光堆棧二維陣列發(fā)出
的激光低占空比近場光斑分布。從圖2中可以看出，微通道增大厚度以后對 應(yīng)的激光二維陣列發(fā)出的近場光斑9的占空比相比薄微通道熱沉對應(yīng)的激光 二維陣列發(fā)出的近場光斑7的占空比有所減小，占空比的減小對光束質(zhì)量產(chǎn) 生了不利影響，為了彌補(bǔ)占空比的減小，本實施例在光路中加入光束整形裝 置，將每個激光耙條(bar)發(fā)出的光斑通過階梯反射鏡一 15和階梯反射鏡二 16進(jìn)行分割、旋轉(zhuǎn)、重排，如圖3所示，來提高光束的占空比。
本實施例通過增大微通道熱沉的厚度，和在后續(xù)光路中加入整形裝置， 在不降低光束質(zhì)量的前提下，增加了器件的壽命。
權(quán)利要求1、一種用于半導(dǎo)體激光二維陣列的長壽命微通道冷卻熱沉，包括耙條和用于冷卻耙條的微通道熱沉，所述微通道熱沉由五片微通道薄片疊加而成，每片微通道薄片上都刻蝕有用于冷卻水流過的通道；其特征在于每片微通道薄片的厚度為0.5毫米～3毫米，在耙條的前端設(shè)置有用于提高快軸方向占空比的光束整形裝置。
專利摘要本實用新型涉及半導(dǎo)體激光器制備封裝技術(shù)，特別是指一種長壽命微通道冷卻熱沉，屬于激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。本微通道冷卻熱沉，由五片微通道薄片疊加而成，每片微通道薄片上都刻蝕有用于冷卻水流過的通道，每片微通道薄片的厚度為0.5～3毫米。本實用新型中的微通道熱沉由于增大了壁厚，增強(qiáng)了微通道熱沉的抗腐蝕性，具有冷卻效果好、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長的優(yōu)點。
文檔編號H01S5/024GK201374499SQ20092010513
公開日2009年12月30日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者劉友強(qiáng), 舜 堯, 曹銀花, 王智勇 申請人:北京工業(yè)大學(xué)