本發(fā)明屬于光電子器件領(lǐng)域，涉及一種高功率半導(dǎo)體激光器，可廣泛用于激光泵浦、材料加工、激光醫(yī)療等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

激光技術(shù)是二十世紀(jì)與原子能、半導(dǎo)體及計(jì)算機(jī)齊名的四項(xiàng)重大發(fā)明之一，國(guó)家已將發(fā)展激光技術(shù)列入了中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。高功率半導(dǎo)體激光器是激光行業(yè)的核心組成部分，因其具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、功耗低、波長(zhǎng)覆蓋廣的特點(diǎn)，在激光顯示、材料加工、激光通訊、激光醫(yī)療、3D打印等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

半導(dǎo)體激光的功率提高一直是激光器發(fā)展的重點(diǎn)方向，目前的半導(dǎo)體激光器的光電轉(zhuǎn)化效率是50～60％左右，提高其功率主要從提高芯片的性能以及封裝過(guò)程中減少熱阻，提高散熱能力兩個(gè)方面，在芯片性能相同的情況下，如何提高熱沉的散熱能力極為關(guān)鍵。通過(guò)良好的散熱，技能提高半導(dǎo)體激光器的功率，同時(shí)也能提高激光器的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期可靠性。目前市場(chǎng)的高功率半導(dǎo)體激光器通常采用微通道熱沉，以及一般的通水冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)較好的散熱。但微通道容易被堵塞和腐蝕，普通的通水冷卻又難以實(shí)現(xiàn)良好的散熱效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述背景技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種既不容易被堵塞和腐蝕，又能提高激光器散熱能力的激光器封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案解決的：

一種宏通道半導(dǎo)體激光器，包括半導(dǎo)體激光器芯片、激光器熱沉、激光 器電極以及通水壓塊等，激光器熱沉與通水壓塊之間采用橡膠O圈或橡膠襯墊密封，通過(guò)外供冷卻水流經(jīng)激光器熱沉，冷卻水與激光器熱沉實(shí)現(xiàn)充分的熱交換，及時(shí)帶走激光器芯片產(chǎn)生的熱量，保證激光器芯片在較低的合理的溫度條件下工作。整個(gè)水路的任何部位的截面積均大于1mm²，而且冷卻水從激光器芯片的下方流過(guò)，既保證冷卻水對(duì)激光芯片的良好冷卻，有防止水中雜質(zhì)堵塞通道，有效提高半導(dǎo)體激光器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。

上述的半導(dǎo)體激光器的激光芯片可以是單管，也可以是巴條；

上述的半導(dǎo)體激光器芯片可以是單個(gè)、也可以是多個(gè)芯片串聯(lián)；

上述的熱沉冷卻水路相對(duì)于多個(gè)芯片是并聯(lián)的；

上述的熱沉水路截面積可以是毫米級(jí)別或更大；

上述的熱沉冷卻水路在激光芯片的下方。

工作原理：本激光器采用水冷方式，分別有一個(gè)進(jìn)水孔和一個(gè)出水孔，在激光器內(nèi)部，每個(gè)激光芯片下的熱沉均有一個(gè)進(jìn)水孔和一個(gè)出水孔，熱沉內(nèi)部的水路流經(jīng)激光芯片下方，激光器工作時(shí)，每個(gè)芯片下方都有水流經(jīng)過(guò)，各個(gè)芯片下面的水流是并聯(lián)的，水流量計(jì)水溫基本相同，從而保證不同激光器熱沉的溫度相對(duì)均勻，及時(shí)散掉激光器產(chǎn)生熱量。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明是通過(guò)對(duì)激光器熱沉水道的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在小的體積下的高散熱能力，同時(shí)又克服了微通道熱沉的堵塞和腐蝕難題，可有效提高半導(dǎo)體激光器的激光功率輸出，保證激光器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性及可靠性。

本發(fā)明通過(guò)一體化設(shè)計(jì)，既保證了激光器的散熱，又實(shí)現(xiàn)了多激光芯片溫度的均勻性，從而保證不同激光芯片功率及激光光譜的一致性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例外形結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例具體結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中激光器熱沉結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中激光器散熱水路示意圖

1為半導(dǎo)體激光器芯片；2為半導(dǎo)體激光器熱沉；3為半導(dǎo)體激光器電極；4為通水壓塊；5為橡膠壓板；6為激光器進(jìn)出水孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

一種宏通道半導(dǎo)體激光器，包括半導(dǎo)體激光器芯片1、半導(dǎo)體激光器熱沉2、激光器負(fù)極片3、激光器引出電極4、通水壓塊5、橡膠襯板6、絕緣片7、支撐側(cè)板8和安裝螺釘9。

激光器熱沉2采用機(jī)械鉆孔加工藝堵頭的方式制作，激光器芯片1的P面(正極)用銦焊料或金錫焊料真空焊接在激光器熱沉2上，激光器負(fù)極片3焊接在激光器芯片的N面(負(fù)極)，激光器熱沉與激光器負(fù)極片之間焊接或粘結(jié)絕緣片7，以上構(gòu)成獨(dú)立的一個(gè)激光器，多個(gè)獨(dú)立的激光器通過(guò)激光器引出電極4和安裝螺釘9垂直組合在一起，多個(gè)獨(dú)立的激光器實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)，然后安裝支撐側(cè)板8、橡膠壓板5后實(shí)現(xiàn)了整個(gè)宏通道半導(dǎo)體激光器。

將激光器引出電極對(duì)應(yīng)連接激光電源的正負(fù)極，通過(guò)激光器底部通水壓塊的兩個(gè)水孔連接冷水機(jī)，激光器就可以正常工作了。

冷卻水的經(jīng)過(guò)通水壓塊的進(jìn)水孔流入，然后分別流經(jīng)每個(gè)獨(dú)立熱沉，經(jīng)過(guò)熱沉后回到通水壓塊的出水孔，使得冷卻水流經(jīng)激光芯片的下方，并且處 于并聯(lián)的方式，對(duì)對(duì)每個(gè)激光器的散熱量基本相同。每個(gè)激光熱沉內(nèi)的水通道截面積都超過(guò)1mm²，在冷卻過(guò)程中不容易被水中的雜質(zhì)堵塞，同時(shí)又能為激光器提供良好的均勻散熱。