[发明专利]载冷剂及制备方法、冷却结构、半导体激光巴条、热沉系统

说明书

本发明公开了一种载冷剂及制备方法、冷却结构、半导体激光巴条、热沉系统，其低温运转半导体激光巴条的所述载冷剂包括按体积计的下述组分：氟化物100份；醇1‑50份。该载冷剂具有无腐蚀性、低毒性、安全稳定、导热性优良、液态温域宽等特点，适用于低温运行的半导体激光巴条微通道热沉冷却结构，有效调节半导体激光巴条工作温度，提高半导体激光巴条电光效率。该载冷剂可以使其中的杂质水份凝固点降低至工作温度以下，防止产生冰颗粒堵塞热沉微通道。该载冷剂有一定的电导率，可在工作过程中防止静电荷的累积，避免产生静电打火问题。

技术领域

本发明属于半导体激光技术领域，尤其涉及一种载冷剂及制备方法、冷却结构、半导体激光巴条、热沉系统。

背景技术

半导体激光，具有效率高、与发光二极管相比线宽窄、全电驱动等优点，具有广泛的应用前景，尤其是在全固态激光器领域，由于其线宽较窄的特点，可有效对准固态激光晶体的泵浦吸收波长，是理想的固态激光泵浦源。由于单个半导体激光器输出功率较低，一般将半导体激光器封装为一维阵列使用，称为半导体激光巴条，并可以组合成二维阵列，称为半导体激光阵列。半导体激光巴条在使用的过程中，不能转换为激光输出的部分功率，将变成废热，使巴条温度显著上升。半导体激光器温度的上升，将严重影响其输出效率，并将使其激光输出的中心波长红移，严重情况下，可能因温度过高损坏激光器。

为使半导体激光巴条有较好的输出效率，在温度控制的过程中，常使其处于低温下工作，温度低于零度。由于微通道堵塞造成局部温升，引起激光半导体巴条功率下降、输出波长不稳定等现象，严重的情况下，单个巴条甚至大面积的阵列会被烧坏。而这些情况的出现，严重威胁到半导体激光巴条或阵列以及利用半导体激光作为泵浦源的固态激光的运行稳定性与可靠性。在低温载冷剂工作过程中，管路及连接处温度较低，空气中的水分易附着在外管壁或连接处液化或结霜，并有可能渗入管路之中，成为杂质冰。而所采用的低温载冷剂，常常为不与水相融的有机物，因此，冰颗粒会保持固体颗粒状态，成为固体杂质堵塞微通道。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种载冷剂及制备方法、冷却结构、半导体激光巴条、热沉系统以解决现有技术中微通道热沉冷却结构中产生冰颗粒堵塞热沉微通道、静电打火的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种低温运转半导体激光巴条的载冷剂，所述载冷剂包括按体积计的下述组分：氟化物100份；醇1-50 份。

进一步地，所述载冷剂包括下述组分：氟化物的体积配比为100份；醇类的体积配比为30份。

进一步地，所述氟化物选自五氟丙烷、六氟丙烷、七氟丙烷、氟利昂中的一种或多种；所述醇类为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或多种。

根据本发明的另一个方面，提供一种上述方案低温运转半导体激光巴条的载冷剂的制备方法，包括：向氟化物中加入醇类。

进一步地，还包括：搅拌，将所述氟化物与所述醇类搅拌均匀。

根据本发明的又一个方面，提供一种微通道热沉冷却结构，通过采用上述方案任一项所述的低温运转半导体激光巴条的载冷剂作为低温载冷剂。

进一步地，所述热微通道的热沉材质为铜或铝。

根据本发明的又一个方面，提供一种半导体激光巴条，包括上述方案任一项所述的微通道热沉冷却结构。

进一步地，所述半导体激光巴条为多个，形成半导体激光巴条阵列。

进一步地，所述半导体激光巴条的增益介质为砷化镓、氮化镓、硫化镉、磷化铟、硫化锌中的一种。

根据本发明的又一个方面，提供一种微热通道热沉系统，通过采用上述方案任一项所述的低温运转半导体激光巴条的载冷剂作为低温载冷剂。