一種激光元件固定結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種激光元件固定結(jié)構(gòu)，包括夾持元件和錫合金填料；所述夾持元件為導(dǎo)熱的熱沉，與所夾持的激光元件位置相對應(yīng)的夾持元件側(cè)面設(shè)有灌注孔，所述錫合金填料由該灌注孔填充于夾持元件與所夾持的激光元件之間。該固定結(jié)構(gòu)采用錫合金填充發(fā)熱的激光元件和導(dǎo)熱的夾持元件之間的間隙，使其具有良好的向外導(dǎo)熱性能，同時具有很好的塑型效果、不易揮發(fā)，而且定位更加穩(wěn)固。
【專利說明】一種激光元件固定結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種激光元件固定結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在通常情況下，一些光學元件應(yīng)用在有源器件中，例如激光增益介質(zhì)、腔鏡、或者激光微片等，這些光學元件會因為吸收而發(fā)熱，或者在一些隔離器磁光材料中，因為磁場作用而產(chǎn)生熱量。一般會將金屬散熱塊與光學元件粘連在一起，起到良好的散熱作用，以保障器件的正常工作。一般通過一些固體膠例如紫外膠將金屬散熱塊與光學元件粘連在一起。但膠的導(dǎo)熱性非常差，一般如果膠層太厚，反而不利于整體的散熱。同時膠容易在高溫的情況下?lián)]發(fā)，揮發(fā)物逐漸沉積在光學元件的通光面上，例如激光運轉(zhuǎn)過程中，由于激光能量中心會形成一種真空狀態(tài)，導(dǎo)致這些揮發(fā)物更容易沉積附著在通光口徑內(nèi)，容易造成激光損傷和設(shè)備故障。其它常用的粘結(jié)劑如導(dǎo)熱硅脂或者銀膠之類，其導(dǎo)熱性會比固體膠更好一些，但和金屬本身的導(dǎo)熱性能相比較仍然相差很遠，即使是最優(yōu)良的銀膠也只能達60W/m.k?；蛘呤窃诠鈱W元件外包裹一層銦，銦的熱導(dǎo)率大概是在110W/m.k左右，但包銦工藝對操作過程要求比較高，如果包裹不嚴密不僅不會起到良好的散熱效果，反而更容易損傷器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本實用新型提出一種激光元件固定結(jié)構(gòu)，具有良好的向外導(dǎo)熱性能，同時具有很好的塑型效果、不易揮發(fā)，而且定位更加穩(wěn)固。
[0004]為達到上述目的，本實用新型提出的技術(shù)方案為:一種激光元件固定結(jié)構(gòu)，包括夾持元件和錫合金填料；所述夾持元件為導(dǎo)熱的熱沉，與所夾持的激光元件位置相對應(yīng)的夾持元件側(cè)面設(shè)有灌注孔，所述錫合金填料由該灌注孔填充于夾持元件與所夾持的激光元件之間。
[0005]進一步的，所述夾持元件為套管結(jié)構(gòu)，包括第一熱沉和第二熱沉，所述第一熱沉和第二熱沉均為管狀結(jié)構(gòu)，第一熱沉管內(nèi)具有第一臺階層，第二熱沉具有一凸臺，嵌套于第一熱沉內(nèi)，凸臺臺面與第一熱沉管內(nèi)第一臺階層的臺階面一起夾持定位激光元件；所述灌注孔設(shè)于第一熱沉側(cè)面與所夾持激光元件側(cè)面相對的位置。
[0006]進一步的，所述第一熱沉管內(nèi)第一臺階層的臺階面上設(shè)有第二微臺階層；所述第二熱沉的凸臺臺面沿所夾持的激光元件周圍設(shè)有多個臺階孔。
[0007]進一步的，所述第二微臺階層的臺階面到第一臺階層的臺階面高度在
0.05mm-0.9mm之間；所述臺階孔深度在0.lmm-0.5mm之間。
[0008]進一步的,所述夾持元件為一管狀結(jié)構(gòu)的熱沉,其所夾持的激光元件置于管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0009]進一步的，所述管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有一臺階層，其所夾持的激光元件置于該臺階層上。[0010]進一步的，所述夾持元件為一管狀結(jié)構(gòu)的熱沉；所述激光元件為隔離器，包括磁光元件和磁環(huán)；所述磁光元件置于管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述磁環(huán)套于管狀結(jié)構(gòu)外，與所述磁光元件相對應(yīng)的位置。
[0011]進一步的，所述管狀結(jié)構(gòu)的管道截面為圓形或多邊形，所述多邊形如三角形、方形、矩形或菱形等。
[0012]進一步的，所述激光元件為激光增益介質(zhì)、激光微片、激光腔鏡、隔離器、倍頻元件、選模元件或可飽和吸收體。
[0013]進一步的，所述錫合金填料為銦錫合金或焊錫；所述夾持元件為金屬熱沉。
[0014]本實用新型的有益效果為:采用錫合金填充發(fā)熱的激光元件和導(dǎo)熱的夾持元件之間的間隙，使其具有良好的向外導(dǎo)熱性能，同時具有很好的塑型效果、不易揮發(fā)，而且定位更加穩(wěn)固。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型固定結(jié)構(gòu)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為實施例一第一熱沉A-A剖視圖；
[0017]圖3為實施例一第二熱沉左視圖；
[0018]圖4為本實用新型固定結(jié)構(gòu)實施例二結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本實用新型固定結(jié)構(gòu)實施例三結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為本實用新型固定結(jié)構(gòu)實施例三固定過程示意圖；
[0021]圖7為本實用新型固定結(jié)構(gòu)實施例四結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標記:10、夾持元件；11、第一熱沉；111、第一臺階層；112、第二微臺階層；12、第二熱沉；121、凸臺；122、臺階孔；13、灌注孔；14、臺階層；20、錫合金填料；30、激光元件；31、磁光元件；32、磁環(huán)；40、固體膠；50、聚四氟乙烯棒。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型做進一步說明。
[0024]本實用新型采用錫合金填充發(fā)熱的激光元件和導(dǎo)熱的夾持元件之間的間隙，使其具有良好的向外導(dǎo)熱性能，同時具有很好的塑型效果、不易揮發(fā)，而且定位更加穩(wěn)固。具體的，該激光元件固定結(jié)構(gòu)，包括夾持元件和錫合金填料。其中，夾持元件為導(dǎo)熱的熱沉，與所夾持的激光元件位置相對應(yīng)的夾持元件側(cè)面設(shè)有灌注孔，錫合金填料由該灌注孔填充于夾持元件與所夾持的激光元件之間。
[0025]具體的，如圖1-3所示的實施例一，該實施例中夾持元件10采用套管結(jié)構(gòu)，包括第一熱沉11和第二熱沉12，第一熱沉11和第二熱沉12均為管狀結(jié)構(gòu)。其中，第一熱沉11管內(nèi)具有第一臺階層111，第二熱12沉具有一凸臺121，嵌套于第一熱11沉內(nèi)，凸臺121臺面與第一熱沉11管內(nèi)第一臺階層111的臺階面一起夾持定位激光元件30 ;灌注孔13設(shè)于第一熱沉11側(cè)面與所夾持激光元件30側(cè)面相對的位置。固定時,先將激光元件30置于第一熱沉11的第一臺階層111上，并將第二熱沉12的凸臺121嵌套到第一熱沉11內(nèi)，壓住激光元件30，并采用如353ND膠等固定膠40將第一熱沉11和第二熱沉12粘接固定，同時起到初步定位的作用；然后再通過第一熱沉11的灌注孔13往激光元件30和第一熱沉11、第二熱沉12之間的間隙內(nèi)灌注熔融的錫合金填料20，待錫合金填料20冷卻后即可實現(xiàn)整體的散熱。采用錫合金填料20填充發(fā)熱的激光元件30和導(dǎo)熱的夾持元件10之間的間隙，錫合金填料20良好的導(dǎo)熱性能，使其具有良好的向外導(dǎo)熱性能，同時具有很好的塑型效果、不易揮發(fā)，而且定位更加穩(wěn)固。
[0026]如圖1和2所示，第一熱沉11管內(nèi)第一臺階層111的臺階面上設(shè)有第二微臺階層112，以防止錫合金填料20漫到激光元件30表面，該第二微臺階層112的高度可在
0.05mm-0.9mm之間，以0.1mm為優(yōu)選。如圖1和3所示,第二熱沉12的凸臺121臺面沿所夾持的激光元件30周圍設(shè)有多個臺階孔122，如激光元件30為方形，則可在其四個角對應(yīng)的凸臺121臺面的位置分別設(shè)置臺階孔122，以保障錫合金填料20通過這些臺階孔122漫到激光元件30的邊緣浸潤，這些臺階孔122的深度可在0.lmm-0.5mm之間，以0.2mm為優(yōu)選。
[0027]如圖4所示的實施例二，該實施例中夾持元件10采用的是一管狀結(jié)構(gòu)的熱沉，該管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有一臺階層14，其所夾持的激光元件30置于該臺階層14上，并通過灌注孔13往激光元件30和夾持元件10之間的間隙灌注熔融的錫合金填料20，待錫合金填料20冷卻后即可實現(xiàn)整體的散熱。錫合金填料20良好的導(dǎo)熱性能，可及時將發(fā)熱的激光元件30的熱量傳導(dǎo)到夾持元件10并及時散發(fā)掉，達到的向外導(dǎo)熱效果。
[0028]如圖5所示的實施例三，該實施例中夾持元件10采用的是一管狀結(jié)構(gòu)的熱沉，激光元件30置于該管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，并通過灌注孔13往激光元件20和夾持元件10之間的間隙灌注熔融的錫合金填料20，待錫合金填料20冷卻后即可實現(xiàn)整體的散熱。如圖6所示，固定的時候，可以采用高溫聚四氟乙烯棒50從夾持元件10管狀結(jié)構(gòu)的兩端頂住激光元件30，先將激光元件30定位，再通過灌注孔13往激光元件30和夾持元件10之間的間隙灌注熔融的錫合金填料20，待錫合金填料20冷卻后即可實現(xiàn)整體的散熱，然后再去除聚四氟乙烯棒50。
[0029]如圖7所示的實施例四，該實施例中夾持元件10采用的是一管狀結(jié)構(gòu)的熱沉；激光元件30為隔離器，包括磁光元件31和磁環(huán)32。磁光元件31置于管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，并通過灌注孔13往磁光元件31和夾持元件10之間的間隙灌注熔融的錫合金填料20，待錫合金填料20冷卻固定后，再將磁環(huán)32套于管狀結(jié)構(gòu)外，與磁光元件31相對應(yīng)的位置。避免有些導(dǎo)熱性很差的磁環(huán)夾于磁光元件和錫合金填料之間，影響整體的散熱效果。
[0030]上述各實施例中，夾持元件10管狀結(jié)構(gòu)的管道截面可以是圓形、三角形、方形、矩形、菱形或多邊形等各種形狀，夾持元件10優(yōu)選金屬熱沉，如黃銅等導(dǎo)熱性好的金屬材料，錫合金填料20可以是銦錫合金或焊錫等。上述各實施例的固定結(jié)構(gòu)適用于固定如激光增益介質(zhì)、激光微片、激光腔鏡、隔離器、倍頻元件、選模元件或可飽和吸收體等發(fā)熱的激光元件。
[0031]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上對本實用新型做出的各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括夾持元件和錫合金填料；所述夾持元件為導(dǎo)熱的熱沉，與所夾持的激光元件位置相對應(yīng)的夾持元件側(cè)面設(shè)有灌注孔，所述錫合金填料由該灌注孔填充于夾持元件與所夾持的激光元件之間。
2.如權(quán)利要求1所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述夾持元件為套管結(jié)構(gòu)，包括第一熱沉和第二熱沉，所述第一熱沉和第二熱沉均為管狀結(jié)構(gòu)，第一熱沉管內(nèi)具有第一臺階層，第二熱沉具有一凸臺，嵌套于第一熱沉內(nèi)，凸臺臺面與第一熱沉管內(nèi)第一臺階層的臺階面一起夾持定位激光元件；所述灌注孔設(shè)于第一熱沉側(cè)面與所夾持激光元件側(cè)面相對的位置。
3.如權(quán)利要求2所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一熱沉管內(nèi)第一臺階層的臺階面上設(shè)有第二微臺階層；所述第二熱沉的凸臺臺面沿所夾持的激光元件周圍設(shè)有多個臺階孔。
4.如權(quán)利要求3所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二微臺階層的臺階面到第一臺階層的臺階面高度在0.05mm-0.9mm之間；所述臺階孔深度在0.lmm-0.5mm之間。
5.如權(quán)利要求1所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述夾持元件為一管狀結(jié)構(gòu)的熱沉，其所夾持的激光元件置于管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有一臺階層，其所夾持的激光元件置于該臺階層上。
7.如權(quán)利要求1所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述夾持元件為一管狀結(jié)構(gòu)的熱沉；所述激光元件為隔離器，包括磁光元件和磁環(huán)；所述磁光元件置于管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述磁環(huán)套于管狀結(jié)構(gòu)外，與所述磁光元件相對應(yīng)的位置。
8.如權(quán)利要求2-6任一項所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述管狀結(jié)構(gòu)的管道截面為圓形或多邊形。
9.如權(quán)利要求8所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述多邊形為三角形、方形、矩形或菱形。
10.如權(quán)利要求1-6任一項所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述激光元件為激光增益介質(zhì)、激光微片、激光腔鏡、隔離器、倍頻元件、選模元件或可飽和吸收體。
11.如權(quán)利要求1-7任一項所述激光元件固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述錫合金填料為銦錫合金或焊錫；所述夾持元件為金屬熱沉。
【文檔編號】H01S3/02GK203690691SQ201320886418
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】陳衛(wèi)民, 孫玉, 薛有為, 吳礪 申請人:福州高意通訊有限公司