[实用新型]一种用于小型激光冷却机箱的蒸发腔散热器

说明书

本实用新型属于半导体器件散热技术领域，具体涉及一种用于小型激光冷却机箱的蒸发腔散热器。针对现有的激光器散热装置散热效率较低，不能满足激光器在较高环境温度下工作的需求的缺陷，本实用新型的技术方案是：包括安装底座、散热片和蒸发腔式导热管，所述蒸发腔式导热管垂直设置在安装底座上，散热片有多片且等间距设置，散热片设置在蒸发腔式导热管上，散热片与蒸发腔式导热管相互垂直。蒸发腔式导热管结构为一个内部具有中空腔室的金属管，中空腔室内装有冷却液。此外还可设置风机并在散热片上设置翻边、扰流片和通孔结构。本实用新型适用于小型激光冷却机箱。

技术领域

本实用新型属于半导体器件散热技术领域，具体涉及一种用于小型激光冷却机箱的蒸发腔散热器。

背景技术

半导体激光器(LD)又名激光二极管，是以半导体材料为工作物质的激光器，是实际应用中最重要的一类激光器。半导体激光器工作时会大量发热，因此激光器通常要设置配套的冷却装置。

根据激光器中LD器件的发热功率及TEC特性曲线，综合考虑取TEC器件的工作点为冷热两面温差为40℃，电流为6A，电压为17.5V。此时4个TEC的总发热功率为420W，所以散热器上的总热量为600W。经过计算，在此热量下现有的风冷散热器温升最好只能做到40℃。此时若要LD器件表面温度不超过35℃，环境温度就不能超过35℃。若要用普通的热管散热器，由于总热量太大，需要10支以上的热管才能确保热管的传热极限不被突破，这样会增加冷却机箱的体积，而且普通热管散热器的传热热阻较大，亦无法满足在55℃环境温度下LD器件按要求正常运行。

综上所述，现有的激光器散热装置散热效率较低，不能满足激光器在较高环境温度下工作的需求。

实用新型内容

针对上述现有的激光器散热装置散热效率较低，不能满足激光器在较高环境温度下工作的需求的缺陷，本实用新型提供一种用于小型激光冷却机箱的蒸发腔散热器，其目的在于：提高散热器的散热效率，使得激光器可以在更高的环境温度下正常工作。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于小型激光冷却机箱的蒸发腔散热器，包括安装底座、散热片和蒸发腔式导热管，所述蒸发腔式导热管垂直设置在安装底座上，散热片有多片且等间距设置在蒸发腔式导热管上，散热片与蒸发腔式导热管相互垂直。蒸发腔式导热管结构为一个内部具有中空腔室的金属管，中空腔室内装有冷却液。

采用该技术方案后，安装底座也是导热器，作用是将LD器件发出的热量传导给蒸发腔式导热管。由于散热器的设置方向为蒸发腔式导热管在安装底座的上部，因此液态的冷却液在中空腔室中位于接近安装底座的一端。吸收安装底座传来的热量后，冷却液挥发为气态上升。气态冷却液在上升的过程中将热量传输给散热片并冷凝为液态回落到中空腔室的底部。由于蒸发腔式导热管与安装底座的接触处的中空腔室内始终保留有液态的冷却液，因此该处的温度不会高于冷却液的沸点。因而这种蒸发腔式的散热器可以维持高效率的散热，不管环境温度如何，始终可以提供低于冷却液沸点的冷却环境，从而提高激光器可以工作的环境温度。此外，由于蒸发腔式导热管中冷却液汽化和液化的循环，在同等散热效率小，可以设置更少的散热片，因而可以有效减小散热器的体积。

优选的，蒸发腔式导热管有四个，四个蒸发腔式导热管设置在安装底座上并且排布成正方形。该优选方案的设计使得器件表面可以散热更均匀。

优选的，散热片形状为矩形，散热片相对的两边设置有翻边，翻边的高度与相邻两片散热片之间的距离一致。该优选方案的主要目的是可以设置风机从散热片的侧面进风，从而大大提高散热效率。风机的设置方向为散热片不具有翻边的方向，翻边的作用是使得空气流动更加集中在散热片之间。

进一步优选的，散热片的中心处设置有扰流片Ⅰ，所述扰流片Ⅰ是与散热片垂直设置的金属片。

进一步优选的，扰流片Ⅰ的形状为扁平状，扰流片Ⅰ的长度方向与散热片设置有翻边的边垂直，扰流片Ⅰ的高度与相邻散热片之间的距离一致。