[实用新型]一种高功率固体激光器用喷雾冷却热沉

说明书

技术领域

本实用新型属于光电冷却器件领域的热沉，特别涉及一种高功率固体激光器用喷雾冷却热沉，可适用于单元叠阵LD或激光增益介质冷却。

背景技术

激光二极管泵浦固体激光器(DPL)以其高效率、高光束质量、结构紧凑、长寿命等优点引起人们极大兴趣。近年来，随着高功率二极管激光器的相继研制成功，促进了DPL的发展及在工业、医疗、科研等领域的应用。随着固体激光器功率增大，器件产生的热负荷越来越大。如何及时消除因功率耗散所转化的热量、保证器件表面温度及温度均匀性是研制大功率固体激光器必须攻克的关键技术之一。

传统的冷却装置(如风冷、水冷)虽能满足温度控制的需求，但是其散热能力远远无法满足要求，微通道液冷、射流、池沸腾等方式虽然冷却能力较强，但是其不稳定性会导致换热表面温度不均匀，严重时会引起激光器件局部过热，损坏激光器。喷雾冷却技术具有换热系数大、温度均匀性好、过热度小、临界热流密度高和低冷却液流量等特点，在高功率固体激光器冷却中具有较好应用前景。

发明内容

本实用新型目的在于：为解决上述不足而提供一种高功率固体激光器用喷雾冷却热沉，该喷雾冷却热沉具有高换热能力、换热面温度梯度小等特点。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供的高功率固体激光器用喷雾冷却热沉，其特征在于，其由部件A、部件B、回气管道6和回液管道7组成；

所述部件A包括：

一周壁上带有第一法兰2的主体11；所述主体11上端面设有圆形凹槽；所述圆形凹槽之下的主体11上安装N个喷嘴1，所述喷嘴1呈正三角形排布，所述呈正三角形分布是指任何三个彼此相邻喷嘴的中心连线均成正三角形形状；所述N为3-19；

所述主体11下端面上设有与其成一体结构的气液分离筒4，所述气液分离筒4下端设有水平向外延伸形成的圆盘；所述气液分离筒4的靠近所述主体11下端的上部筒壁的周壁上设有回气孔5；

所述部件B包括：

一上部周壁上带有第二法兰3，下部周壁上带有底座12的筒体41；

所述底座12上端面根部设有低于该上端面的环形凹液槽8；所述环形凹液槽8的外槽壁与所述筒体41的内壁齐平，所述环形凹液槽8内槽壁与所述气液分离筒的内壁齐平；

所述气液分离筒4与筒体41之间设有空隙42；

所述回气管道6和回液管道7分别安装于所述筒体41的壁面上，所述回气管道6与所述空隙42相通；所述回液管道7与所述环形凹液槽8相通；

所述底座12的下端面中心处设有激光器安置面10；

所述第一法兰2与第二法兰3通过螺钉或焊接固定连接成一体。

本发明的高功率固体激光器用喷雾冷却热沉的外形为圆柱形或方柱形。

所述的第一筒体4为圆筒或方筒。

所述的回气孔5是圆孔、方孔或异形孔。

所述的底座12的上端面为光滑面、表面带有微小肋片的微肋面或者带有微槽道的表面。

所述的激光器安置面10为方形面或异形面。

本实用新型的高功率固体激光器用喷雾冷却热沉具有如下优点：

(1)通过喷嘴进行雾化换热，换热系数高；

(2)喷嘴呈正三角形排布，保证了热交换面的温度均匀性；

(3)喷嘴和热沉的一体化简化了结构；

(4)独特气液分离板(即上部回气下部回液，二者相互隔断)设计，实现气液分离，利于热沉内部流体流动，可避免内部区域内流体长时间不流动而出现流体死区；

(5)结构简单并具封闭性，使制冷和喷雾冷却有机结合。

附图说明

图1为本实用新型的高功率固体激光器用喷雾冷却热沉立体示意图；

图2为本实用新型的高功率固体激光器用喷雾冷却热沉的结构示意图；

图3为喷嘴喷射覆盖区域示意图(小圆域为喷嘴喷射区域；大圆域为热交换面9所在区域)。

具体实施方式

线面结合附图及实施例进一步描述本实用新型

图1为本实用新型的高功率固体激光器用喷雾冷却热沉立体示意图；图2为本实用新型的高功率固体激光器用喷雾冷却热沉的结构示意图；有图可知，本实用新型提供的高功率固体激光器用喷雾冷却热沉，其特征在于，其由部件A、部件B、回气管道6和回液管道7组成；

所述部件A包括：