一种用于液体制冷型半导体激光器的密封结构及制冷器的制作方法

本实用新型涉及半导体激光器领域，尤其涉及一种用于液体制冷型半导体激光器的密封结构及制冷器。

背景技术：

随着半导体激光器性能稳定性、转换效率和输出功率的不断提高，高功率半导体激光器在工业、医疗、和军事中的应用更加广泛，市场需求巨大，发展前景非常广阔。半导体激光器的性能除了与芯片有关，还跟散热和封装有关。

目前，高功率半导体激光器的散热方式主要有传导冷却型和液体制冷型。传导冷却型主要通过高导热率金属或者其他导热性较好的材料进行传导散热，这种制冷器的制造方法简单，但是散热能力有限，制约了半导体激光器的功率扩展。液体制冷型主要通过在制冷器内部设置制冷液流通通道，通过输入制冷介质来吸收半导体激光器产生的热量。

在液体制冷型半导体激光器的结构设计中，各半导体激光器单元相互叠加形成叠阵，可实现功率扩展。目前，各半导体激光器单元之间通过设置橡胶材质的密封圈来实现相邻半导体激光器单元之间的密封（防止制冷液泄露），但是这种密封方式存在以下不足：橡胶材质的密封圈使得各个半导体激光器单元之间结合不够紧密，使得叠阵产品的电压过高，并且长时间使用，还会降低密封圈的耐压性能，导致密封圈老化失效。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的主要目的在于提供一种用于液体制冷型半导体激光器的密封结构及制冷器，通过利用软磁材料设计出新型的制冷器密封结构，利用软磁材料的磁性，实现叠阵产品的密封，完全替代了传统的橡胶密封圈，并且易于组装拆卸，在降低产品电压的同时，提高半导体激光器产品的可靠性。

本实用新型的方案如下所示：

本实用新型提供一种用于液体制冷型半导体激光器的密封结构，包括：至少两个片状制冷器；所述制冷器主体上开设有至少一个贯穿其上表面和下表面的通孔，所述通孔用于流通制冷介质；在所述通孔与制冷器上表面的连接处设置有磁性凹槽，在所述通孔与制冷器下表面的连接处设置有磁性延伸部，所述磁性凹槽和磁性延伸部用于在所述制冷器带电时实现相邻制冷器之间的密封。

上述方案中，所述磁性凹槽和磁性延伸部，具体用于在所述制冷器带电时，使得两者自身的磁性加强，磁性凹槽与相邻制冷器的磁性延伸部相配合，以此实现相邻制冷器之间的密封。

上述方案中，所述磁性凹槽为磁性锥形槽，所述磁性延伸部为形状、尺寸与所述磁性凹槽相匹配的磁性锥形延伸部。

上述方案中，所述磁性凹槽为：在所述凹槽表面覆有软磁材料。

上述方案中，所述磁性延伸部为：在所述延伸部表面覆有软磁材料。

上述方案中，所述磁性延伸部主体由软磁材料制成。

上述方案中，所述软磁材料包括：纯铁和低碳钢合金、铁硅系合金、铁铝系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶态软磁合金、超微晶软磁合金、非晶和纳米晶合金、软磁复合材料。

上述方案中，所述制冷器主体材质为：金属、和/或陶瓷、和/或金刚石、和/或铜金刚石复合材料。

上述方案中，所述通孔包括：入液孔和出液孔，或同时用于输入制冷液和输出制冷液的通液孔。

本实用新型还提供一种用于液体制冷型半导体激光器的制冷器，所述制冷器为以上所述的片状制冷器。

附图说明

图1为本实用新型制冷器的上表面结构示意图；

图2为本实用新型制冷器的下表面结构示意图；

图3为本实用新型制冷器的立体结构示意图；

图4为本实用新型制冷器的叠阵结构示意图。

附图标号说明：1为制冷器，11为上表面，12为下表面，13为通孔，14为磁性凹槽，15为磁性延伸部。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种用于液体制冷型半导体激光器的密封结构，所述液体制冷型可以为宏通道液体制冷型，也可以为微通道液体制冷型、也可以为其他任意结构形式的液体制冷结构。

图1为本实用新型制冷器的上表面结构示意图，图2为本实用新型制冷器的下表面结构示意图，如图1、图2所示，所述密封结构可以包括：至少两个片状制冷器。所述制冷器1主体上开设有至少一个贯穿其上表面11和下表面12的通孔13，所述通孔13用于流通制冷介质。具体的，所述通孔包括：入液孔和出液孔，或同时用于输入制冷液和输出制冷液的通液孔。本实用新型实施例以一个制冷器主体上开设两个通孔，所述两个通孔中，一个为入液孔，另一个为出液孔为例进行说明，这并不构成对本实用新型技术方案的限制，对于本领域技术人员，可以根据具体需求，任意设置通孔数量、位置等；进一步的，本实用新型所述的上表面、下表面为相对概念，仅用于区分、说明，并不构成方案的唯一性限制。

在所述通孔13与制冷器上表面11的连接处设置有磁性凹槽14，在所述通孔13与制冷器下表面12的连接处设置有磁性延伸部15，所述磁性凹槽14和磁性延伸部15用于实现相邻制冷器之间的密封。具体的，所述磁性凹槽14和磁性延伸部15，具体用于在在所述制冷器1带电时，使得两者自身的磁性加强，磁性凹槽与相邻制冷器的磁性延伸部相配合，以此实现相邻制冷器之间的密封。

需说明的是，本实用新型的技术方案应用在制冷器主体带电的场景，即：在半导体激光器通电时，由于激光芯片直接或间接键合于制冷器上，使得制冷器主体带电，带电的制冷器主体使得磁性凹槽14和磁性延伸部15的磁性加强，使得相邻制冷器之间的磁性凹槽14和磁性延伸部15相互摩擦吸引实现互相配合，基于此实现相邻制冷器之间的密封，如图3、图4所示。

优选的，所述磁性凹槽14为磁性锥形槽，所述磁性延伸部15为形状、尺寸与所述磁性凹槽相匹配的磁性锥形延伸部。

具体来说，所述磁性凹槽14可以为：在所述凹槽表面覆有软磁材料；所述磁性延伸部15为：在所述延伸部表面覆有软磁材料，或者，所述磁性延伸部主体由软磁材料制成。

需说明的是，本实用新型实施例并不对以上所述磁性凹槽14及磁性延伸部15的尺寸和形状（优选为锥形或楔型，满足技术需求的其他结构也可以）做具体限制，只要在满足技术需求的情况下（两者能够满足配合、密封的需求），可任意设置。

上述所提到的软磁材料可以包括但不限于：纯铁和低碳钢合金、铁硅系合金、铁铝系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶态软磁合金、超微晶软磁合金、非晶和纳米晶合金、软磁复合材料等。

本实用新型实施例中，所述制冷器主体材质可以为：金属、和/或陶瓷、和/或金刚石、和/或铜金刚石复合材料。

本实用新型还提供一种用于液体制冷型半导体激光器的制冷器，所述制冷器为以上所述的片状制冷器。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。