CN115332926A - 一种集成嵌入式非均匀微通道的反射式光栅结构 - Google Patents
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Abstract
一种集成嵌入式非均匀微通道的反射式光栅结构，其特征在于整个结构由上而下依次是光栅层、嵌入式非均匀微通道层、带有冷却液进出口的密封层。其中，非均匀微通道冷却层直接嵌入在光栅层下方的光栅基板上，其结构是依据入射在光栅表面的激光强度空间分布、光栅基板材料/几何尺寸等参数设计，微通道的空间间隔、通道宽度均成线性分布，而刻蚀深度为线性或高斯分布。本发明面向高能激光光谱合束、超强超短激光脉冲压缩等领域中使用的反射式光栅均匀热控制需求，提出了一种集成嵌入式非均匀微通道的反射式光栅结构，解决了因入射激光强度空间分布不均匀、光栅基板表面热传导不均等因素引起的光栅表面局部温升过高，进而导致光栅衍射波前畸变大的难题，为强激光作用下光栅表面温升及由此引起的波前畸变调控提供了一种新思路。
Description
技术领域
本发明涉及光谱合束、激光脉冲压缩等技术中反射式光栅元件在高功率激光辐照下面形畸变控制领域。
背景技术
高能激光在激光加工、激光武器等领域具有重要的应用价值。反射式光栅是核心元器件之一，其组成结构主要包括光栅基板和基板表面薄膜微结构两大部分。在激光照射下，光栅表面薄膜材料及光栅基板材料的光吸收会导致光栅温度升高，由此产生的热应力和温度梯度会导致光栅表面产生热畸变。特别是在万瓦级以上高功率激光长时间辐照下，光栅的温升会导致光栅衍射波前质量的恶化，甚至光栅结构损伤和功能失效，这严重限制了高能激光***的输出性能。在此情况下，对光栅进行冷却，降低光栅表面热畸变，提升其抗激光损伤能力，是确保高能激光***高质量安全运行的一种有效措施。常用的冷却方案主要包括：采用风扇对光栅基板吹风，通过空气对流降温；将光栅装配到半导体制冷(thermo-electric cooler,TEC)模块或是带有微通道的热沉的冷端，以热传导方式进行降温。其中，风冷会引起光栅周围气流的扰动，导致衍射光束指向性抖动和波前恶化；半导体制冷具有制冷速度快、效率高、噪音小等优点，但是其结构较为复杂，为了实现高效制冷通常需要对TEC的热端设计水冷处理模块，对冷端还要采取相应的保温措施，另外，为了对温度进行控制还需要配备专用的TEC控制模块；微通道冷却热沉具有换热系数大以及适合恶劣环境等突出优点，因此，在高功率半导体激光器层叠封装、高密度组装的电子设备冷却等领域获得了广泛的应用。
由于高能激光***中使用的光栅口径在百毫米甚至米量级以上，为了保证光栅衍射波前低畸变，光栅基板厚度往往需要几十毫米，而从光栅散热的角度讲，为了降低光栅热畸变，需要减小光栅基板厚度、提高热传导能力，这与增加光栅基板厚度降低机械形变引起的波前畸变要求相矛盾。此外，现有实验结果也表明，对于由HfO2、SiO2等低热导介质材料组成的反射式光栅而言，其温升主要集中在光栅膜层表面区域。在此情况下，无论是采用基于TEC的冷却热沉结构【在先技术1：CN110672205A,(2020)】，还是基于多层金属薄片开缝叠合的微通道冷却热沉【在先技术2：CN 1158549A,(1997)】，都无法有效解决反射式光栅畸变控制难题。因为，如果直接将现有冷却热沉结构直接与光栅进行接触散热，即使热沉本身具有很高的冷却效率，然受光栅基板厚度、光栅基板/光栅薄膜材料热导率等因素限制，光栅的散热效果也并不理想，而且直接将冷却热沉和光栅进行简单的固定连接也会导致整个模块体积和重量的增加，不利于小型化的工程应用。而在对比文件CN111854291A中，发明人设计了一种背面带有均匀分布微通道的合束光栅散热结构，该结构可以实现对合束光栅的高效散热，但是这种均匀分布微通道结构只能对合束光栅表面进行无差别散热，无法根据具体应用条件对合束光栅面形进行局部调控。
发明内容
本发明目的是克服上述现有技术的不足，提供一种集成嵌入式非均匀微通道的反射式光栅结构，通过结合输入激光的强度分布，设计非均匀的微通道对合束光栅不同位置进行不同的散热控制，实现对合束光栅面形进行自由调控的目的。
本发明的技术解决方案如下：
一种集成微通道冷却模块的反射式光栅结构，其特征在于，整个模块包括光栅结构层、嵌入非均匀微通道的光栅基板、焊接层、密封板、冷却液进口和冷却液出口组成；
所述光栅结构层通过光刻工艺制备在所述光栅基板的前表面，所述光栅基板的后表面刻蚀有非均匀微通道，所述光栅基板的后表面通过所述焊接层与所述密封板焊接在一起，所述密封板开有所述冷却液进口和所述冷却液出口。
所述光栅结构层为反射式，即入射光和衍射光在所述光栅结构层的同一侧。
所述的光栅基板材料为碳化硅或硅等高热导材料；所述的焊接层材料为不同组份的金锡共晶焊料、银铜共晶焊料或铝基、银基、铜基、镍基等硬钎料；所述的密封板材料为碳化硅或氧化铝陶瓷。
所述的冷却液进口和所述冷却液出口均采用鸭嘴形结构。
所述的光栅基板后表面的微通道刻蚀深度D、宽度W以及通道间隔L都不完全相同，从光栅表面中心点(0,0)点位置往左右两边的微通道编号分别为N＝0,±1，±2…。对于线性分布的微通道，相邻通道间隔L＝(K1*|N|+b)mm，通道宽度W＝(K2*|N|+c)mm，通道深度H＝[2/(K3*|N|+1)]mm，其中K1、K2、K3均为取值＞0的系数，b代表第一个通道间隔(即编号N＝0的微通道与编号N＝±1的微通道的间隔)，c代表N＝0的微通道宽度；对于高斯分布的微通道，其相邻通道间隔L和通道宽度W的表达式与线性分布微通道相同，而通道深度H＝[H0*exp(-N2/M)]mm，其中H0为N＝0的通道最大深度，M为通道深度分布调制因子(M＞0)。
本发明与现有技术相比较具有以下有益技术效果：
1.结构更简单稳定
本发明将微通道直接制作在光栅基板的背面，通过高温钎焊工艺将密封板和光栅基板背面进行高强度链接。相比于将光栅固定在金属热沉表面的技术方案，本发明的微通道密封板和光栅基板材料均采用高热导、低膨胀的碳化硅、蓝宝石等非金属材料，避免了因金属材料热膨胀、光栅与热沉机械夹持等因素导致的光栅面形变化，使得光栅冷却结构更简单稳定，也十分有利于反射式光栅的轻量化。
2.制作更简单
传统的采用多片金属薄片叠合封围技术制作微通道【在先技术2：CN1158549A,(1997)】的方法工艺流程复杂，需要制备多片微通道金属片进行叠合封装，如果制备的热沉长宽均在百毫米甚至数百毫米以上而微通道宽度在百微米量级时，则对准封装时不同金属片上微通道之间的平行度要求难度可想而知。本发明中的微通道采用激光加工或激光直写结合干法刻蚀技术即可实现高密度、大深宽比微通道的制备，通过一次焊接封装即可完成整个冷却模块的加工，而且封装过程中不存在微通道的对准问题，制作非常简单、成品率也极高。
3.冷却效果更好
由于研制光栅使用的光栅基板材料都是具有极低膨胀系数的玻璃、陶瓷等介质材料，而且为了保证光栅基板具有足够的机械强度，往往要求基板厚度在几十毫米(以150mm×150mm反射式光栅为例，其基板厚度在20mm左右)，此外由于玻璃、陶瓷等材料的导热能力远不如铜、银等金属材料，这导致光栅表面的热量根本无法被底部的金属热沉快速带走，导致光栅表面产生严重的热畸变。本发明通过将微通道直接制作在光栅基板背面靠近光栅微结构的位置，大大降低了因光栅基板材料导热系数小、厚度大导致的热阻，而且通过采用鸭嘴形的进液和出液方式，提高了液体在微通道内流动的均匀性，避免了局部湍流的出现，因此，极大地提高了光栅的散热效果。
4.光栅表面温度调控更均匀、热畸变更小
由于本发明中采用的微通道结构是根据入射激光强度分布、光栅基板材料/几何尺寸等因素综合考虑设计，微通道的空间分布间隔、通道深度、宽度等均不完全相同，即为非均匀微通道，该类型微通道结构可以对光栅表面的温度分布进行局部的调控，大幅降低因光栅表面局部区域温度过高导致的热畸变。
附图说明
图1是本发明集成微通道冷却模块的反射式光栅结构剖面示意图
图2是本发明集成微通道冷却模块的进出液口示意图
图3是实施例1集成反比例高度分布微通道的反射式光栅与集成均匀微通道的反射光栅表面温度分布。
图4是实施例1集成反比例高度分布微通道的反射式光栅与集成均匀微通道的反射光栅表面位移分布。
图5是实施例2集成高斯分布微通道的反射式光栅与集成均匀微通道的反射光栅表面温度分布。
图6是实施例2集成高斯分布微通道的反射式光栅与集成均匀微通道的反射光栅表面位移分布。
图中：1-光栅结构层，2-带有非均匀微通道的光栅基板，3-焊接层，4-密封板，5-冷却液进口，6-冷却液出口，7-入射光、8-衍射光，P-入射光宽度，H-通道高度，W-通道宽度，L-相邻微通道之间的间隔，N-光栅表面法线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的实施方式作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种集成微通道冷却模块的反射式光栅结构，整个模块包括光栅结构层1、带有非均匀微通道的光栅基板2、焊接层3、密封板4、冷却液进口5和冷却液出口6。
所述光栅结构层1通过光刻工艺制备在所述光栅基板2的前表面，所述光栅基板2的后表面刻蚀有非均匀微通道，所述光栅基板2的后表面通过所述焊接层3与所述密封板4焊接在一起，所述密封板4开有所述冷却液进口5和所述冷却液出口6。
实施例1：
在如图1所示的集成微通道冷却模块的反射式光栅结构，光栅基板2和密封板4材料均为SiC，尺寸50mm*50mm，光栅基板2的厚度Ts＝8mm，密封板4的厚度Tc＝12mm，光栅表面入射光7的强度为高斯分布，入射光7的直径P＝20mm(半高宽)，假设光栅表面吸收功率20W，通道内冷却介质为水，流速2.0m/s。在此基础上，分别仿真对比了光栅基板2背面刻蚀有均匀分布微通道和非均匀分布微通道情况下，光栅微结构1表面的温度及位移(面形畸变)分布。仿真使用的微通道具体参数如下：
光栅基板2背面均匀分布微通道参数：高度H＝2mm，宽度W＝0.2mm，相邻通道中心间距L＝2.5mm。
光栅基板2背面反比例高度分布微通道参数：从光栅表面(0,0)点位置往左右两边的微通道编号分别为N＝0,±1，±2…，相邻通道间隔L＝(0.6|N|+0.5)mm，通道宽度W＝(0.05|N|+0.2)mm，通道深度H＝[2/(0.4|N|+1)]mm。
如图3所示为上述两种微通道结构冷却下光栅表面温度分布，从中可以看出光栅基板背面的两种微通道结构都能够实现对光栅表面温度的有效抑制，采用非均匀反比例高度分布的微通道冷却时，光栅微结构1表面的最高温度(22.8℃)与最低温度(21.7℃)之间仅相差1.1℃；而采用均匀微通道时光栅微结构1表面的最高温度(22.2℃)与最低温度(20.8℃)相差1.4℃；反比例高度分布微通道冷却时光栅微结构1表面最高温度(22.8℃)比均匀微通道冷却时光栅表面最高温度(22.2℃)高0.6℃左右，但是整个光栅表面的温度变化较为平缓。如图4所示为两种微通道结构冷却下光栅微结构1表面位移，即表面畸变分布，从中可以看出非均匀微通道结构冷却下光栅表面畸变的绝对值比均匀通道冷却下的表面畸变大20nm左右，但是，在20mm入射光斑有效口径内，非均匀微通道冷却下的光栅表面畸变只有2nm左右，而且整个辐照区域内的表面畸变更平滑，这意味着经光栅衍射的激光束更接近理想的平面波，相比较之下均匀微通道冷却下的光栅表面畸变超过7nm，而且表面畸变表现为中间凸起。
实施例2：
在本实施例中，除了光栅基板2背面的非均匀微通道与实施例1中的不同以外，其他仿真参数均与实施例1相同。本实施例中非均匀微通道为高斯型分布，具体参数为：相邻通道间隔L＝(0.2|N|+0.6)mm，通道宽度W＝(0.04|N|+0.2)mm，通道深度H＝[2exp(-N2/50)]mm，N＝0,±1，±2…。
如图5所示，当光栅基板2背面的微通道采用高斯分布时，光栅微结构1表面的最高温度(22.4℃)与最低温度(21.8℃)之间仅相差0.6℃，与实施例1中的反比例高度分布微通道冷却下的光栅微结构1表面温度分布相比，光栅微结构1表面的温度有所降低。图6所示为两种微通道结构冷却下的光栅表面畸变分布情况，从中可以看出采用高斯分布的微通道结构以后，在20mm辐照口径内光栅结构1表面的畸变约7nm，而且其分布为中间凹两边高。
通过上述实施例我们可以看出，本发明的集成微通道冷却模块的反射式光栅结构具有良好的散热效果，而且通过对比实施例1和实施例2我们可以发现，采用不同的微通道结构对光栅进行冷却时，虽然光栅表面温度绝对值差异可能很小，但是对光栅表面畸变的大小及分布形貌影响十分显著，这意味着我们可以通过对光栅背面微通道结构的合理设计实现对光栅面形的调控，进而满足不同的应用需求。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种集成嵌入式非均匀微通道的反射式光栅结构，其特征在于，包括光栅结构层(1)、嵌入非均匀微通道的光栅基板(2)、焊接层(3)、密封板(4)、冷却液进口(5)和冷却液出口(6)；
所述光栅结构层(1)通过光刻工艺制备在所述光栅基板(2)的前表面，所述光栅基板(2)的后表面刻蚀有非均匀微通道，所述光栅基板(2)的后表面通过所述焊接层(3)与所述密封板(4)焊接在一起，所述密封板(4)开有所述冷却液进口(5)和所述冷却液出口(6)。
2.根据权利要求1所述的集成嵌入式非均匀微通道的反射式光栅结构，其特征在于，所述的光栅结构层(1)工作方式为反射式，即入射光(7)和衍射光(8)在所述光栅结构层(1)的同一侧(Z反方向)。
3.根据权利要求1所述的集成嵌入式非均匀微通道的反射式光栅结构，其特征在于，所述的光栅基板(2)材料为碳化硅或硅等高热导材料；所述的焊接层(3)材料为不同组份的金锡共晶焊料、银铜共晶焊料或铝基、银基、铜基、镍基等硬钎料；所述的密封板(4)材料为碳化硅或氧化铝陶瓷。
4.根据权利要求1所述的集成嵌入式非均匀微通道的反射式光栅结构，其特征在于，所述的冷却液进口(5)和所述冷却液出口(6)均采用鸭嘴形结构。
5.根据权利要求1所述的集成嵌入式非均匀微通道的反射式光栅结构，其特征在于，所述的光栅基板(2)后表面的微通道刻蚀深度D、宽度W以及通道间隔L都不完全相同，从光栅表面中心点(0,0)点位置往左右两边的微通道编号分别为N＝0,±1，±2…。对于线性分布的微通道，相邻通道间隔L＝(K1*|N|+b)mm，通道宽度W＝(K2*|N|+c)mm，通道深度H＝[2/(K3*|N|+1)]mm，其中K1、K2、K3均为取值＞0的系数，b代表第一个通道间隔(即编号N＝0的微通道与编号N＝±1的微通道的间隔)，c代表N＝0的微通道宽度；对于高斯分布的微通道，其相邻通道间隔L和通道宽度W的表达式与线性分布微通道相同，而通道深度H＝[H0*exp(-N2/M)]mm，其中H0为N＝0的通道最大深度，M为通道深度分布调制因子(M＞0)。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN1158549A (zh) * | 1996-02-29 | 1997-09-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 微通道冷却热沉 |
| CN110957632A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-03 | 北京凯普林光电科技股份有限公司 | 一种改善半导体激光阵列光谱半宽的微通道热沉 |
| CN111141096A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-05-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 集成化反射式光栅主动冷却装置 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1158549A (zh) * | 1996-02-29 | 1997-09-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 微通道冷却热沉 |
| CN110957632A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-03 | 北京凯普林光电科技股份有限公司 | 一种改善半导体激光阵列光谱半宽的微通道热沉 |
| CN111141096A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-05-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 集成化反射式光栅主动冷却装置 |
| CN111854291A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-10-30 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 高效主动换热光谱合束光栅集成化模块及其制备方法 |
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