本發(fā)明涉及激光器冷卻領(lǐng)域，具體涉及一種大功率激光二極管陣列節(jié)流微蒸發(fā)制冷熱沉。

背景技術(shù)：

微型節(jié)流蒸發(fā)腔制冷(microminiaturej-trefrigerator:mmr)熱沉是一種利用蒸汽壓縮、節(jié)流蒸發(fā)、相變吸熱的原理制成的微型化制冷裝置，包含微型壓縮機、風冷冷凝器、節(jié)流元件、微蒸發(fā)腔等部件。專用于發(fā)熱面積小、熱流密度高的電子元器件，特別是大功率激光二極管(laserdiode：ld)散熱。與傳統(tǒng)的ld微通道液冷熱沉相比較，利用冷卻劑相變潛熱，能夠在冷卻劑很小的質(zhì)量與流量下實現(xiàn)很大的換熱量、具備很高的散熱密度；冷卻劑在相變吸熱的時候溫度保持不變，克服了傳統(tǒng)液冷微通道熱沉由于冷卻液在入口、出口溫度不同而引起的ld陣列在不同發(fā)光點制冷效果差異而導(dǎo)致出光功率變化、波長漂移等不利因素。同時兼具冷卻溫度更低、冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單、冷卻系統(tǒng)體積更小、總耗能更低等優(yōu)點。而隨著大功率激光技術(shù)的發(fā)展，更大功率、熱流密度更高的ld被研制，傳統(tǒng)的液冷微通道單相傳熱冷卻已經(jīng)不能滿足要求；并且由于熱沉冷卻的均勻性較差，導(dǎo)致大功率激光二極管陣列冷卻不均勻，不利于整體大功率激光二極管陣列正常高效工作，并且制作精度低，高精度熱沉制作困難。

因此，為解決以上問題，需要一種大功率激光二極管陣列節(jié)流微蒸發(fā)制冷熱沉，能夠有效提高熱沉的冷卻效率，并且提高熱成冷卻的均勻性，避免大功率激光二極管陣列溫度不均而導(dǎo)致工作效率低，保證大功率激光二極管陣列正常高效工作；同時結(jié)構(gòu)精度高且制備方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供大功率激光二極管陣列節(jié)流微蒸發(fā)制冷熱沉，能夠有效提高熱沉的冷卻效率，并且提高熱成冷卻的均勻性，避免大功率激光二極管陣列溫度不均而導(dǎo)致工作效率低，保證大功率激光二極管陣列正常高效工作；同時結(jié)構(gòu)精度高且制備方便。

本發(fā)明的大功率激光二極管陣列節(jié)流微蒸發(fā)制冷熱沉，至少包括重疊設(shè)置的熱沉上板和熱沉下板；所述熱沉上板的底面開設(shè)有多個上條形槽，所述熱沉下板的頂面設(shè)置有多個與所述上條形槽一一對應(yīng)連通的下條形槽，單個上條形槽和對應(yīng)下條形槽錯位并連通形成單個流道；相鄰兩個流道內(nèi)的冷卻液流向相反，所述熱沉上板頂面為用于對大功率激光二極管陣列散熱的工作面。

進一步，所述下條形槽之間相互平行且為半開口槽，相鄰兩個條形槽的開口位置相反；所述上條形槽之間相互平行且為與對應(yīng)下條形槽開口同側(cè)的半開口槽，所述上條形槽或下條形槽的未開口端設(shè)置有用于與對應(yīng)下條形槽或上條形槽連通形成流道的連接槽。

進一步，還包括上蓋板、下蓋板和設(shè)置于上蓋板與下蓋板之間的圍板，所述圍板的厚度等于熱沉上板厚度和熱沉下板厚度之和且圍板中間設(shè)置有用于容納熱沉上板和熱沉下板的容納口，所述上蓋板對應(yīng)熱沉上板設(shè)置有開口；所述熱沉上板和熱沉下板為矩形，所述容納口的側(cè)壁中間延伸形成兩個相對的隔板，所述隔板側(cè)邊密封連接于熱沉上板和熱沉下板之間使隔板上側(cè)面與上蓋板下側(cè)面之間形成用于收集流道排出氣體的排氣通道，隔板下側(cè)面與下蓋板上側(cè)面之間形成用于向流道注入冷卻劑的進氣通道。

進一步，所述圍板上壁設(shè)置有散熱槽，所述散熱槽與上蓋板之間形成散熱腔，所述散熱腔與排氣通道連通且散熱腔設(shè)置有排氣口；所述圍板還設(shè)置有出口與進氣通道連通的噴射泵，所述散熱腔與噴射泵的吸入室連通。

進一步，所述上蓋板為導(dǎo)熱材料制備而成。

進一步，所述散熱槽為矩形且設(shè)置于散熱槽的進、出口位于散熱槽相對的兩側(cè)；散熱槽的槽底設(shè)置有與噴射泵的吸入室連通的回流口，所述回流口靠近出口設(shè)置。

進一步，所述熱沉上板和熱沉下板為相對重疊設(shè)置的長方形板，所述流道沿長方形板的長度方向布置，多個流道沿長方形板的寬度方向平行分布。

進一步，所述上條形槽和下條形槽通過激光刻蝕而成。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明公開的一種大功率激光二極管陣列節(jié)流微蒸發(fā)制冷熱沉，通過將用于冷卻的流道的流動方向相互交錯設(shè)置，利于保證熱沉上板的冷卻均勻性，能夠有效提高熱沉的冷卻效率，并且提高熱成冷卻的均勻性，避免大功率激光二極管陣列溫度不均而導(dǎo)致工作效率低，保證大功率激光二極管陣列正常高效工作；同時結(jié)構(gòu)精度高且制備方便。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中圍板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中隔板安裝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明各流道流向的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明中圍板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明中隔板安裝的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本發(fā)明各流道流向的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實施例中的大功率激光二極管陣列節(jié)流微蒸發(fā)制冷熱沉；至少包括重疊設(shè)置的熱沉上板1和熱沉下板2；所述熱沉上板1的底面開設(shè)有多個上條形槽3，所述熱沉下板2的頂面設(shè)置有多個與所述上條形槽3一一對應(yīng)連通的下條形槽4，單個上條形槽3和對應(yīng)下條形槽4錯位并連通形成單個流道；相鄰兩個流道內(nèi)的冷卻液流向相反，所述熱沉上板1頂面為用于對大功率激光二極管陣列散熱的工作面5；所述冷卻液可為現(xiàn)有的冷卻液，比如水或蒸發(fā)性冷卻液氟里昂等，通過將用于冷卻的流道的流動方向相互交錯設(shè)置，利于保證熱沉上板1的冷卻均勻性，能夠有效提高熱沉的冷卻效率，并且提高熱成冷卻的均勻性，避免大功率激光二極管陣列溫度不均而導(dǎo)致工作效率低，保證大功率激光二極管陣列正常高效工作；同時結(jié)構(gòu)精度高且制備方便。

本實施例中，所述下條形槽4之間相互平行且為半開口槽，相鄰兩個條形槽的開口位置相反；所述上條形槽3之間相互平行且為與對應(yīng)下條形槽4開口同側(cè)的半開口槽，所述上條形槽3或下條形槽4的未開口端設(shè)置有用于與對應(yīng)下條形槽4或上條形槽3連通形成流道的連接槽；所述下條形槽4與上條形槽3的側(cè)端開口(包括下條形槽4的側(cè)端開口4a和上條形槽3的側(cè)端開口3a)分別位于熱沉下板2和熱沉上板1的側(cè)壁，冷卻劑從熱沉下板2的側(cè)端開口進入并從熱沉上板1的側(cè)端開口流出并對大功率激光二極管陣列進行冷卻。

本實施例中，還包括上蓋板6、下蓋板7和設(shè)置于上蓋板6與下蓋板7之間的圍板8，所述圍板8的厚度等于熱沉上板1厚度和熱沉下板2厚度之和且圍板8中間設(shè)置有用于容納熱沉上板1和熱沉下板2的容納口9，所述上蓋板6對應(yīng)熱沉上板1設(shè)置有開口；所述熱沉上板1和熱沉下板2為矩形，所述容納口9的側(cè)壁中間延伸形成兩個相對的隔板(包括隔板9a和隔板9b)，所述隔板側(cè)邊密封連接于熱沉上板1和熱沉下板2之間使隔板上側(cè)面與上蓋板6下側(cè)面之間形成用于收集流道排出氣體的排氣通道(熱沉上板兩側(cè)均設(shè)置有排氣通道)，隔板下側(cè)面與下蓋板7上側(cè)面之間形成用于向流道注入冷卻劑的進氣通道(熱沉下板兩側(cè)均設(shè)置有進氣通道)；隔板可密封焊接于熱沉上板1和熱沉下板2之間(當然，隔板未密封位于熱沉上板1和熱沉下板2側(cè)壁的側(cè)端開口)，冷卻劑節(jié)流微后進入進氣通道在分別進入單個流道，而排氣通道收集個流道流出的高溫低壓氣體，兩個進氣通道分別連通冷卻劑源進行冷卻劑循環(huán)，即冷卻系統(tǒng)由兩個分別獨立的冷卻回路進行冷卻，冷卻效率高。

本實施例中，所述圍板8上壁設(shè)置有散熱槽(包括左散熱槽11a和右散熱槽11b)，所述散熱槽與上蓋板6之間形成散熱腔，所述散熱腔與排氣通道連通且散熱腔設(shè)置有排氣口；所述圍板8還設(shè)置有出口與進氣通道連通的噴射泵12，所述散熱腔與噴射泵12的吸入室連通；通過散熱后的冷卻劑回流再次利用，大大提高冷卻效率。

本實施例中，所述上蓋板6為導(dǎo)熱材料制備而成；散熱材料可為現(xiàn)有導(dǎo)熱性好的材料，比如銅等，當然在上蓋板6上可設(shè)置風冷散熱或水冷散熱。

本實施例中，所述散熱槽為矩形且設(shè)置于散熱槽的進、出口位于散熱槽相對的兩側(cè)；散熱槽的槽底設(shè)置有與噴射泵12的吸入室連通的回流口13，所述回流口13靠近出口設(shè)置；利于回流的冷卻劑充分冷卻，保證散熱效率高。

本實施例中，所述熱沉上板1和熱沉下板2為相對重疊設(shè)置的長方形板，所述流道沿長方形板的長度方向布置，多個流道沿長方形板的寬度方向平行分布；所述上條形槽3和下條形槽4通過激光刻蝕而成；易于加工，結(jié)構(gòu)利于冷卻劑充分吸熱。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。