CN218549068U - 泵浦源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泵浦源装置，其中，上述泵浦源装置包括：泵浦源底座，热沉，散热部件和光学芯片，其中，热沉部署在泵浦源底座上，光学芯片部署在热沉上，散热部件部署在光学芯片上；光学芯片的下表面与热沉接触，光学芯片的上表面与散热部件接触。采用上述技术方案，解决了相关技术中，泵浦源的散热效率较低等问题，实现了提升泵浦源的散热效率的技术效果。

Description

泵浦源装置

技术领域

本实用新型涉及激光领域，具体而言，涉及一种泵浦源装置。

背景技术

随着泵浦源的功率和亮度越来越高，需要不断提高激光芯片的功率，而在提高激光芯片功率的同时，芯片热功率也会不断上升，这可能会导致泵浦源无法及时进行有效散热，从而导致激光芯片结温上升、光电性能及可靠性下降等等问题。因此对泵浦源的散热性能提出了更高的要求。

现有技术中，往往将激光芯片焊接在热沉上，热沉焊接在泵浦源底座上，泵浦源底座下面放置水冷板，激光芯片的散热通道主要依赖纵向传递，但是芯片的热流密度越来越大，单一纵向传递方式往往难以及时将激光芯片产生的热量及时传递至水冷板，散热效率较低。

针对相关技术中，泵浦源的散热效率较低等问题，尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种泵浦源装置，以至少解决相关技术中，泵浦源的散热效率较低等问题。

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种泵浦源装置，包括：泵浦源底座，热沉，散热部件和光学芯片，其中，

所述热沉部署在所述泵浦源底座上，所述光学芯片部署在所述热沉上，所述散热部件部署在所述光学芯片上；

所述光学芯片的下表面与所述热沉接触，所述光学芯片的上表面与所述散热部件接触。

在一个示例性实施例中，所述热沉划分为芯片区域和加电区域，所述光学芯片的下表面与所述芯片区域接触，所述散热部件与所述加电区域接触的部分为绝缘材料。

在一个示例性实施例中，所述散热部件包括：第一散热部，支撑部和第二散热部，其中，

所述第一散热部部署在所述芯片区域上，所述支撑部部署在所述加电区域上，所述第二散热部部署在所述第一散热部和所述支撑部上。

在一个示例性实施例中，所述第二散热部包括热导率大于或者等于2500W/m*k的散热片。

在一个示例性实施例中，所述散热片的材料为石墨烯。

在一个示例性实施例中，所述支撑部为热导率大于或者等于20W/m*K的绝缘材料。

在一个示例性实施例中，所述第一散热部包括第一散热材料和第二散热材料，其中，

所述第一散热材料的热导率大于或者等于300W/m*K；

所述第二散热材料为硅胶。

在一个示例性实施例中，所述第一散热材料为氮化硼，并且所述第二散热材料填充在所述第一散热材料的颗粒缝隙中。

在一个示例性实施例中，所述泵浦源底座包括：侧管壳和光学台阶，其中，在所述侧管壳与所述光学台阶未接触的情况下，所述第一散热材料和第二散热材料填充在所述侧管壳与所述光学台阶之间的区域中。

在一个示例性实施例中，所述装置还包括：金属压块，所述泵浦源底座包括光学台阶，其中，

所述热沉部署在所述光学台阶上，所述金属压块部署在所述散热部件上，所述金属压块的下表面与所述光学台阶的上表面形状匹配。

在本实用新型实施例中，一种泵浦源装置，包括：泵浦源底座，热沉，散热部件和光学芯片，其中，热沉部署在泵浦源底座上，光学芯片部署在热沉上，散热部件部署在光学芯片上；光学芯片的下表面与热沉接触，光学芯片的上表面与散热部件接触，即在光学芯片的上表面部署的散热部件可以实现通过光学芯片上表面进行散热；并且通过在光学芯片的下表面部署的热沉，热沉部署在泵浦源底座上的方式，可以将光学芯片产生的热量通过光学芯片的下表面进行散热；实现了结合多个散热途径对光学芯片进行散热，提升了泵浦源的散热效率。采用上述技术方案，解决了相关技术中，泵浦源的散热效率较低等问题，实现了提升泵浦源的散热效率的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种泵浦源装置的结构框图；

图2是根据本申请实施例的热沉的示意图；

图3是根据本申请实施例的散热部件和光学芯片的连接示意图；

图4是根据本申请实施例的光学芯片的侧面散热的示意图。

图5是根据本申请实施例的金属压块的示意图；

图6是根据本申请实施例的一种制备泵浦源装置的流程图；

图7是根据本申请实施例的一种泵浦源装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种泵浦源装置，图1是根据本实用新型实施例的一种泵浦源装置的结构框图；如图1所示，包括：泵浦源底座102，热沉104，散热部件106和光学芯片108，其中，热沉104部署在泵浦源底座102上，光学芯片108部署在热沉104上，散热部件106部署在光学芯片108上；光学芯片108的下表面108-1与热沉104接触，光学芯片108的上表面108-2与散热部件106接触。

通过上述实施例，在光学芯片的上表面部署的散热部件可以实现通过光学芯片上表面进行散热；并且通过在光学芯片的下表面部署的热沉，热沉部署在泵浦源底座上的方式，可以将光学芯片产生的热量通过光学芯片的下表面进行散热；实现了结合多个散热途径对光学芯片进行散热，提升了泵浦源的散热效率。采用上述技术方案，解决了相关技术中，泵浦源的散热效率较低等问题，实现了提升泵浦源的散热效率的技术效果。

在一个示例性实施例中，可以但不限于将所述热沉划分为芯片区域和加电区域，所述光学芯片的下表面与所述芯片区域接触，所述散热部件与所述加电区域接触的部分为绝缘材料。

可选的，在本实施例中，图2是根据本申请实施例的热沉的示意图，如图2所示，可以但不限于将热沉104划分为芯片区域104-1和加电区域104-2。

可选的，在本实施例中，散热部件与加电区域接触的部分为绝缘材料，绝缘材料可以但不限于包括陶瓷材料、或者也可以金属绝缘复合材料等等，保证了光学芯片的正常供电。

在一个示例性实施例中，散热部件可以但不限于包括：第一散热部，支撑部和第二散热部，其中，所述第一散热部部署在所述芯片区域上，所述支撑部部署在所述加电区域上，所述第二散热部部署在所述第一散热部和所述支撑部上。

可选的，在本实施例中，图3是根据本申请实施例的散热部件和光学芯片的连接示意图，如图3所示，可以但不限于将热沉104划分为芯片区域104-1、加电区域104-2和加电区域104-3，光学芯片108的下表面与芯片区域104-1接触，第一散热部106-1可以但不限于部署在部署有光学芯片108的芯片区域104-1上，支撑部106-2包括支撑部106-2-1和支撑部106-2-2，支撑部106-2-1部署在加电区域104-2上，支撑部106-2-2部署在加电区域104-2上，第二散热部106-3部署在第一散热部106-1和支撑部106-2上。

在一个示例性实施例中，所述第二散热部包括热导率大于或者等于2500W/m*k的散热片。

可选的，在本实施例中，可以但不限于通过热导率大于或者等于2500W/m*k的散热片能够及时对光学芯片进行散热，大大降低了光学芯片的结温，提升了光学芯片的光电性能和可靠性。

在一个示例性实施例中，所述散热片的材料为石墨烯。

可选的，在本实施例中，散热片可以但不限于为厚度满足泵浦源散热需求和制造工艺需求的石墨烯薄膜。

在一个示例性实施例中，所述支撑部为热导率大于或者等于20W/m*K的绝缘材料。

可选的，在本实施例中，支撑部可以但不限于为热导率大于或者等于20W/m*K的陶瓷、或者金属绝缘复合材料等等绝缘材料，可以但不限于通过激光加工的方式完成支撑部的加工，实现了在保证光学芯片正常供电的情况下，还能通过支撑部传递部分热量，提升泵浦源的散热效率。

在一个示例性实施例中，所述第一散热部包括第一散热材料和第二散热材料，其中，所述第一散热材料的热导率大于或者等于300W/m*K；所述第二散热材料为硅胶。

可选的，在本实施例中，第一散热材料可以但不限于为氮化硼材料，氮化硼材料的热导率大于或者等于300W/m*K，可以对光学芯片的芯片区域进行及时散热，保证光学芯片的正常性能。

在一个示例性实施例中，所述第一散热材料为氮化硼，并且所述第二散热材料填充在所述第一散热材料的颗粒缝隙中。

在一个示例性实施例中，所述泵浦源底座包括：侧管壳和光学台阶，其中，在所述侧管壳与所述光学台阶未接触的情况下，所述第一散热材料和第二散热材料填充在所述侧管壳与所述光学台阶之间的区域中。

可选的，在本实施例中，可以但不限于通过机加工的方式加工出包括侧管壳和光学台阶侧管壳的泵浦源底座，可以但不限于在侧管壳和光学台阶之间未接触的情况下，将第一散热材料和第二散热材料填充在侧管壳与光学台阶之间的区域中，可以通过侧管壳进行散热，增加了光学芯片的侧面的散热通道，实现了对光学芯片的上表面、下表面和侧面进行散热，提升了泵浦源的散热效率。

图4是根据本申请实施例的光学芯片的侧面散热的示意图，如图4所示，泵浦源底座102包括侧管壳102-1和光学台阶102-2，在侧管壳102-1与光学台阶102-2未接触的情况下，可以但不限于将第一散热材料和第二散热材料填充在侧管壳102-1与光学台阶102-2之间的区域中，实现了通过侧管壳进行散热，提升了泵浦源的散热效率。

在一个示例性实施例中，所述装置还包括：金属压块，所述泵浦源底座包括光学台阶，其中，所述热沉部署在所述光学台阶上，所述金属压块部署在所述散热部件上，所述金属压块的下表面与所述光学台阶的上表面形状匹配。

可选的，在本实施例中，可以但不限于采用机加工的方式加工出具有和光学台阶对应的台阶结构的金属压块，图5是根据本申请实施例的金属压块的示意图，为了清晰清楚地显示金属压块的结构，图5(a)和图5(b)采用不同的显示比例，如图5(a)和图5(b)所示，金属压块可以但不限于具有和光学台阶对应的台阶结构，使得通过金属压块，能够将散热部件与光学台阶紧密地贴合在一起，进而降低了接触热阻，提升了泵浦源的散热效率；此外，金属压块也具有优秀的散热性能，能够及时将散热部件传递的热量进行散发。

为了更好理解上述泵浦源装置，下面再对本申请中的泵浦源装置的制备过程进行解释说明，图6是根据本申请实施例的一种制备泵浦源装置的流程图，如6所示，可以但不限于包括以下步骤：

步骤S602，可以但不限于通过机加工的方式完成具有与光学台阶相对应的结构的金属压块。

步骤S604，可以但不限于通过机加工的方式完成泵浦源底座，并加工出和光路匹配的光学台阶，以及侧管壳。

步骤S606，可以但不限于通过激光加工的方式完成陶瓷支撑片(即上述的支撑部)。

步骤S608，半导体激光模块(即上述的部署在热沉上的光学芯片)可以但不限于通过铟焊料焊接在泵浦源底座上。

步骤S610，陶瓷支撑片固定在半导体激光模块的上表面(即上述的加电区域)。

步骤S612，可以但不限于将高导热氮化硼颗粒(即上述的第一散热材料)填充在光学芯片与陶瓷支撑片之间，光学台阶与侧管壳2之间，并将硅胶填充在高导热氮化硼颗粒处的缝隙，可以但不限于通过加热固化的方式将高导热氮化硼颗粒粘接在一起。

步骤S614，石墨烯薄膜(即上述的第二散热部)铺在半导体激光模块的芯片上表面(即上述的在第一散热部和支撑部上)。

步骤S616，将金属压块压在石墨烯薄膜上。

步骤S618，高导热氮化硼颗粒填充在金属压块和侧管壳之间，并填充硅胶加填满BN颗粒处的缝隙，可以但不限于通过加热固化的方式将氮化硼颗粒粘接在一起。

图7是根据本申请实施例的一种泵浦源装置的示意图，如图7(a)所示，热沉104可以但不限于部署在泵浦源底座102上的光学台阶102-2上，热沉104的芯片区域上可以但不限于部署有光学芯片，第一散热部106-1可以但不限于部署在热沉104的部署有光学芯片的芯片区域上，支撑部106-2可以但不限于部署在热沉104的加电区域上，第二散热部106-3部署在第一散热部106-1和支撑部106-2上，金属压块702可以但不限于部署在第二散热部106-3上。在泵浦源底座102的侧管壳102-1与光学台阶102-2未接触的情况下，第一散热材料和第二散热材料填充侧管壳102-1与光学台阶102-2之间的区域中。如图7(b)所示，通过金属压块702可以但不限于将散热部件与部署在光学台阶上的光学芯片紧密地贴合在一起，提升泵浦源的散热效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种泵浦源装置，其特征在于，包括：泵浦源底座，热沉，散热部件和光学芯片，其中，

所述热沉部署在所述泵浦源底座上，所述光学芯片部署在所述热沉上，所述散热部件部署在所述光学芯片上；

所述光学芯片的下表面与所述热沉接触，所述光学芯片的上表面与所述散热部件接触。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热沉划分为芯片区域和加电区域，所述光学芯片的下表面与所述芯片区域接触，所述散热部件与所述加电区域接触的部分为绝缘材料。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述散热部件包括：第一散热部，支撑部和第二散热部，其中，

所述第一散热部部署在所述芯片区域上，所述支撑部部署在所述加电区域上，所述第二散热部部署在所述第一散热部和所述支撑部上。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二散热部包括热导率大于或者等于2500W/m*k的散热片。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述散热片的材料为石墨烯。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑部为热导率大于或者等于20W/m*K的绝缘材料。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一散热部包括第一散热材料和第二散热材料，其中，

所述第一散热材料的热导率大于或者等于300W/m*K；

所述第二散热材料为硅胶。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一散热材料为氮化硼，并且所述第二散热材料填充在所述第一散热材料的颗粒缝隙中。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述泵浦源底座包括：侧管壳和光学台阶，其中，在所述侧管壳与所述光学台阶未接触的情况下，所述第一散热材料和第二散热材料填充在所述侧管壳与所述光学台阶之间的区域中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：金属压块，所述泵浦源底座包括光学台阶，其中，

所述热沉部署在所述光学台阶上，所述金属压块部署在所述散热部件上，所述金属压块的下表面与所述光学台阶的上表面形状匹配。

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