本实用新型专利技术公开了一种半导体激光器单片式宏通道热沉及半导体激光器，包括热沉主体，热沉主体上设有芯片安装区和水冷区，芯片安装区位于热沉主体的一端，水冷区位于靠近芯片安装区的位置，所述水冷区上设有贯通热沉主体的格栅；格栅由至少两个平行排列的格栅孔组成，每个格栅孔包括两个相互平行的侧壁以及用于衔接两个侧壁的衔接端。该热沉具有高效、均匀的散热效果。本实用新型专利技术还相应提供了含有该热沉的半导体激光器。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及半导体激光器设备领域，特别是一种半导体激光器单片式宏通道热沉。该热沉采用格栅状过水通道显著提高了热沉的散热效果，本技术还相应提供了包括该热沉的半导体激光器。
技术介绍
大功率半导体激光器在固体激光器泵浦、激光加工、激光医疗、美容等领域应用广泛，然而半导体激光器在工作时，会有约30%?50%电能会转化为热能损耗，且随着功率的增大，面临的散热要求就越苛刻。目前半导体激光器的封装形式有整体宏通道和微通道。对于高功率半导体激光器而言，采用整体宏通道方式，散热效率不高，一般只能达到几十瓦的输出功率，同时由于半导体激光叠阵是将多个半导体激光芯片(亦称巴条)紧密垂直排列而成的高功率模块，一个激光器芯片出现问题会导致整个激光器作废，若采用微通道热沉虽然能一定程度上改善散热效率，但热沉本身及其昂贵，使用过程中需要去离子水，成本较高，并且长时间使用一样会因为电化学反应导致微通道管壁腐蚀或堵塞，严重影响了半导体激光器的可靠性。中国专利CN 104538836 A公开了一种用于高功率半导体激光器的液体制冷片，该制冷片包括通水区，通水区上设置有进水柱孔和出水柱孔以形成供冷却液流通的通孔，其中还公开了通孔的具体形状为花瓣形以及圆柱形。对于圆柱形通孔而言，其在水平方向上靠近芯片安装区的一侧形成较长的弧形面，这就造成激光芯片散热不均匀的问题，在半导体激光器的工作过程中，激光芯片会产生局部的热损伤，然后逐渐向其他部分扩散，致使整个激光叠阵报废。对于花瓣形的通孔而言，其向外发散的边界使得通孔整体构成了一个更大的圆弧面，上述散热不均的问题更加严重。中国专利CN 104538836 A披露的内容当中显然并没有意识到上述技术问题，故也没有给出解决上述技术问题的相关技术方案或启示，在其他现有技术文献中也未见报道。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种半导体激光器单片式宏通道热沉，具有高效、均匀的散热效果。为了实现上述目的，本技术提供的一种半导体激光器单片式宏通道热沉，包括热沉主体，热沉主体上设有芯片安装区和水冷区，芯片安装区位于热沉主体的一端，水冷区位于靠近芯片安装区的位置，所述水冷区上设有贯通热沉主体的格栅；格栅由至少两个平行排列的格栅孔组成，每个格栅孔包括两个相互平行的侧壁以及用于衔接两个侧壁的衔接端O优选地，所述格栅孔的衔接端为圆弧形状，且每个格栅孔中两个侧壁之间的距离明显小于侧壁的长度。优选地，所述格栅孔的形状为矩形，矩形中一组相互平行的边构成所述侧壁，另一组相互平行的边构成所述衔接端。优选地，所述格栅包括至少三个格栅孔，格栅孔平行排列后，其排列方向定义出一条基准线，基准线与所述芯片安装区的长边平行。进一步地，靠近所述芯片安装区的各个所述衔接端到芯片安装区的距离都相等。优选地，所述热沉主体在所述芯片安装区所在的一面上设有两个密封槽，其中一个密封槽环绕于所述水冷区的周围，另一个密封槽位于远离芯片安装区的一端。更优选地，所述热沉主体在背离所述芯片安装区所在的一面上设有两个密封槽，且与芯片安装区所在一面上的两个密封槽位置对应。优选地，所述芯片安装区的两侧设置有缺口，且水冷区的长度不小于芯片安装区的长度，增大了散热面积且使散热更均匀，此外缺口的设计还可以为各种焊接夹具对芯片进行装卡提供了空间。优选地，所述热沉主体的厚度为1.0mm-l0.0mm,长度为10mm-30mm，宽度为10mm-20mm ;所述水冷区的宽度为Imm-1Omm ;所述芯片安装区的最外侧边到所述格栅孔中心的距离为;相邻两个所述格栅孔之间的距离不小于0.2mm ;格栅孔从一个衔接端到另一衔接端的距离为2.0mm-5mm，每个格栅孔的两个平行侧壁之间的距离为0.3mm-2.0mnin半导体激光器单片式宏通道热沉的半导体激光器，包括自下而上依次设置的下通水块，下绝缘片，正电极片，半导体激光器模块，负电极片，上绝缘片，上通水块；所述的半导体激光器模块为多个半导体激光器单元堆叠而成，且半导体激光器模块内设有液体制冷通道；所述的半导体激光器单元包括激光芯片，半导体激光器单片式宏通道热沉，绝缘层和负极连接片，所述半导体激光器单片式宏通道热沉包括热沉主体，热沉主体上设有芯片安装区和水冷区，芯片安装区位于热沉主体的一端，水冷区位于靠近芯片安装区的位置，所述水冷区上设有贯通热沉主体的格栅；格栅由至少两个平行排列的格栅孔组成，每个格栅孔包括两个相互平行的侧壁以及用于衔接两个侧壁的衔接端。本技术提供的半导体激光器单片式宏通道热沉，采用了格栅式的散热通道，每个格栅孔相互平行排列且包含相互平行的侧壁，平行的侧壁使得格栅孔边界更加平整，散热面更加均匀，且能限制衔接端的不平整度，使得衔接端靠近芯片安装区的部分尽可能平齐，进而使得散热效果更佳均匀，此外这种宏通道尺寸相较于微通道尺寸大幅增加，因此通水道被腐蚀而堵塞的风险大幅降低，提高了半导体激光器件的可靠性。【附图说明】图1为本技术实施例1所提供的半导体激光器单片式宏通道热沉的结构示意图；图2为图1格栅孔的俯视图；图3为实施例2所提供的半导体激光器单片式宏通道热沉的结构示意图；图4为图3格栅孔的俯视图；图5为含有实施例1、2热沉的半导体激光器中组件的爆炸图；图6格栅孔排列方向定义的基准线示意图；图中:1.热沉主体2.芯片安装区3.水冷区4.格栅孔5.密封槽6.销孔7.缺口8.基准线11.下通水块12.下绝缘片13.正电极片14.半导体激光器模块15.负电极片16.上绝缘片17.上通水块【具体实施方式】为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步的详细说明。实施例1请参考图1、2，本技术提供的一种半导体激光器单片式宏通道热沉，主要包括一个热沉主体I，热沉主体I为片状结构，其表面形状为矩形，在热沉主体I的其中一面(为方便描述将此面定义为“上表面”，相对一面为“下表面”)上设置有芯片安装区2，芯片安装区2位于热沉主体I的一端，在芯片安装区2的两侧设置有缺口 7，使芯片安装区2相对于热沉主体I的其他部分形成向外凸出的结构，在靠近芯片安装区2的位置设有水冷区3，其形状为“跑道型”，也可以是矩形或其他形状，水冷区3的长度长于芯片安装区2的长度，使得散热面积更大，更均匀，缺口 7的设计除了方便将水冷区3的长度设置长于芯片安装区2的长度之外，还能够给各种焊接夹具提供工作空间，方便其对半导体激光芯片(亦称巴条、BAR条)进行装卡、定位和校准，增加了半导体激光芯片的稳定性和可靠性。水冷区3上设有由多个格栅孔4构成的格栅，每个格栅孔4都自上而下贯通热沉主体1，形成供制冷液流通的通道。格栅孔4的孔型类似于跑道型，即包括两个相互平行、长度相等的侧壁41，侧壁41的两个自由端通过衔接端42连接，衔接端42的形状为圆弧形，在同一格栅孔4上，两平行侧壁41之间的距离，即格栅孔4的宽度明显小于侧壁41的长度，以使衔接端42与侧壁41衔接在一起后形成前述的“跑道型”孔型，本领域技术人员可以根据实际情况按上述标准对具体的格栅孔尺寸进行适应性设置和调整，本实施例中两平行侧壁41之间的距离为0.3-2.0mm，本实施例中具体是0.5mm，格栅孔4的长度为2.5mm(以一个衔接端的最本文档来自技高网...
【技术保护点】
半导体激光器单片式宏通道热沉，包括热沉主体(1)，热沉主体(1)上设有芯片安装区(2)和水冷区(3)，芯片安装区(2)位于热沉主体(1)的一端，水冷区(3)位于靠近芯片安装区(2)的位置，其特征在于，所述水冷区(3)上设有贯通热沉主体(1)的格栅；格栅由至少两个平行排列的格栅孔(4)组成，每个格栅孔(4)包括两个相互平行的侧壁(41)以及用于衔接两个侧壁(41)的衔接端(42)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔卫军，卢广，
申请(专利权)人：北京弘光浩宇科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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