一种激光器泵浦模块的制作方法

本实用新型属于激光加工技术领域，涉及激光行业中的泵浦源和高功率器件散热问题，具体涉及一种激光器泵浦模块。

背景技术：

随着激光行业的飞速发展，激光器中高功率器件越来越多，整体发热量也随之升高，在激光器工作时内部器件因过热而失效的问题越来越突出。

目前，激光行业主要采用水冷散热的方式，当冷板上下面都固定有热源，并且热源功率较大，导致上下面热源分布差异大时，常用的单流道结构设计往往会导致散热不均匀，无法满足热设计的需求。

技术实现要素：

本实用新型实施例涉及一种激光器泵浦模块，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种激光器泵浦模块，包括泵浦源、热源结构和冷板，所述泵浦源与所述热源结构分列于所述冷板两侧，所述冷板内设有第一冷却层和第二冷却层，所述第一冷却层靠近所述泵浦源，所述第二冷却层靠近所述热源结构。

作为实施例之一，所述冷板包括基材，所述第一冷却层包括开设于所述基材上的第一冷却流道，所述第二冷却层包括开设于所述基材上的第二冷却流道，所述基材的两侧板面上分别设有用于密封所述第一冷却流道和所述第二冷却流道的盖板。

作为实施例之一，所述第一冷却流道一端与所述第二冷却流道一端衔接导通，所述第一冷却流道另一端与所述第二冷却流道另一端分别贯通所述基材的侧壁。

作为实施例之一，所述第一冷却流道包括蛇形段、自所述蛇形段一端延伸至所述基材侧壁的贯通段以及自所述蛇形段另一端延伸至所述基材中部的衔接段，所述第二冷却流道为螺旋状流道且其螺旋中心端与所述衔接段连通。

作为实施例之一，所述第一冷却流道的两端以及所述第二冷却流道的两端均贯通所述基材的侧壁。

作为实施例之一，所述第一冷却流道为蛇形流道。

作为实施例之一，所述第二冷却流道包括相互连通的两个流道部分，两所述流道部分均包括依次套围且依次衔接导通形成单向流通结构的多个U型槽道，每个流道部分的各U型槽道开口方向相同且两所述流道部分的U型槽道开口相对。

作为实施例之一，所述第一冷却流道的两端以及所述第二冷却流道的两端均贯通所述基材的同一侧壁，且所述第二冷却流道的两端位于所述第一冷却流道的两端之间。

作为实施例之一，所述基材与所述盖板之间摩擦焊接。

作为实施例之一，所述热源结构包括供电电源、控制板或光学模块。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的激光器泵浦模块，通过在冷板中设置第一冷却层和第二冷却层，一方面有效地提高冷板的散热效率，满足高功率器件的散热要求，另一方面，可以有效地解决当冷板两面都固定有热源并且热源功率较大、分布复杂而导致冷板散热不均匀的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的单向流道结构的激光器泵浦模块的分解结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的双流道结构的激光器泵浦模块的分解结构示意图。

具体实施方式

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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2，本实用新型实施例提供一种激光器泵浦模块，包括泵浦源1、热源结构2和冷板3，所述泵浦源1与所述热源结构2分列于所述冷板3两侧，所述冷板3内设有第一冷却层和第二冷却层，所述第一冷却层靠近所述泵浦源1，所述第二冷却层靠近所述热源结构2。

其中，上述热源结构2一般为高功率热源，例如其包括供电电源、控制板或光学模块。泵浦源1与热源结构2的发热量可能存在差异，导致冷板3的两面热源分布存在差异，这种差异较大时，会导致冷板3受热不均而影响激光器泵浦模块的热性能。

可以理解地，上述泵浦源1位于冷板3其中一板面外侧，热源结构2位于冷板3另一板面外侧，即二者沿冷板3厚度方向分列于冷板3两侧。

上述的第一冷却层和第二冷却层均为设置在冷板3内部的密闭的冷却结构，二者分别靠近对应侧的冷板3板面设置，从而提高冷却效果。一般地，上述冷板3水平设置，泵浦源1和热源结构2分列于冷板3上下两侧，则第一冷却层和第二冷却层分别靠近冷板3的顶底面设置。

本实施例提供的激光器泵浦模块，通过在冷板3中设置第一冷却层和第二冷却层，一方面有效地提高冷板3的散热效率，满足高功率器件的散热要求，另一方面，可以有效地解决当冷板3两面都固定有热源并且热源功率较大、分布复杂而导致冷板3散热不均匀的问题。

一般而言，采用水冷方式进行冷却，上述第一冷却层和第二冷却层均包括设置在冷板3内的冷却流道。作为优选地实施方式，如图1和图2，上述冷板3包括基材31和两块盖板32，两块盖板32分别盖合在基材31的两板面上，上述的冷却流道可以设置在基材31内，即：如图1和图2，所述冷板3包括基材31，所述第一冷却层包括开设于所述基材31上的第一冷却流道311，所述第二冷却层包括开设于所述基材31上的第二冷却流道(未图示)，所述基材31的两侧板面上分别设有用于密封所述第一冷却流道311和所述第二冷却流道的盖板32。在另外的实施例中，上述第一冷却流道311和第二冷却流道也可开设在盖板32上，具体此处不作赘述。

将冷却流道设置在基材31上，易于加工，基于此可以将盖板32厚度设置得尽量小，以提高冷却散热效率和效果；在盖板32损坏时，直接更换即可，不影响冷却流道的结构设计。

上述基材31和盖板32优选为是采用相同的材料制备，保证散热均匀性，一般采用导热性好的金属材料，如铜等。

基材31与盖板32之间可以为可拆卸连接结构，例如采用螺钉紧固等，为提高密封性能，可以在二者之间夹设密封圈，但需保证密封圈的耐热性能。本实施例中，优选地，盖板32形状与对应侧的流道形状相同，盖板32盖合在基材31上时，恰好封堵对应的流道的开放槽口，使基材31板面仍为平滑面，便于与上述泵浦源1和热源结构2固连；盖板32与基材31之间优选为焊接结构，有效地提高二者连接结构的密封性能；进一步优选地，采用摩擦焊的方式固定，固定连接结构及密封性能都较好，即所述基材31与所述盖板32之间摩擦焊接，更进一步为采用搅拌摩擦焊。

接续上述激光器泵浦模块的结构，两个冷却层可以连通形成为单向流道，冷板3仅有一个冷却介质入口和一个冷却介质出口，即：如图1，所述第一冷却流道311一端与所述第二冷却流道一端衔接导通，所述第一冷却流道311另一端与所述第二冷却流道另一端分别贯通所述基材31的侧壁。其中，可以设置第一冷却流道311入口端和第二冷却流道出口端分别贯通基材31的侧壁，二者优选为贯通基材31的同一侧壁，便于操作及进出冷却介质管的布置，减小占用空间，使泵浦模块的结构布局紧凑化。

在上述单向流道结构中，第一冷却流道311和第二冷却流道可以采用如下优选结构：如图1，所述第一冷却流道311包括蛇形段、自所述蛇形段一端延伸至所述基材31侧壁的贯通段以及自所述蛇形段另一端延伸至所述基材31中部的衔接段，所述第二冷却流道为螺旋状流道且其螺旋中心端与所述衔接段连通。基于该结构，第一冷却流道311和第二冷却流道均具有较长的冷却长度，保证冷却效率；蛇形结构的第一冷却流道311可以满足多个泵浦源1水平排列的结构散热需要，螺旋状结构的第二冷却流道可与供电电源的方形结构适配，保证均匀冷却；而且，有效地解决了采用螺旋状流道时介质出入口无法同时分布在基材31侧面的问题。

作为优选的实施方式，两个冷却层相互独立，第一冷却流道311和第二冷却流道形成为相互独立的双流道结构，可以有针对性地对冷板3两面分别进行冷却，在冷板3两面受热不均时，可以相应地提高高温侧板面的冷却效率，如增大该侧冷却流道的冷却介质流通速度等，从而保证冷板3散热均匀性，提高激光器泵浦模块的工作稳定性和可靠性及设备使用寿命。即：如图2，所述第一冷却流道311的两端以及所述第二冷却流道的两端均贯通所述基材31的侧壁。同样地，所述第一冷却流道311的两端以及所述第二冷却流道的两端均贯通所述基材31的同一侧壁，便于操作及进出冷却介质管的布置，减小占用空间，使泵浦模块的结构布局紧凑化。进一步地，设置第二冷却流道的两端位于第一冷却流道311的两端之间，便于进出冷却介质管的管理。

其中，如图2，优选地，所述第一冷却流道311为蛇形流道，可以增大冷却长度及散热面积，提高冷却效率，可以适应多个泵浦源1水平排列的结构散热需要。

第二冷却流道同样可以采用蛇形布置等结构；本实施例中，优选地，如图2，所述第二冷却流道包括相互连通的两个流道部分，两所述流道部分均包括依次套围且依次衔接导通形成单向流通结构的多个U型槽道，每个流道部分的各U型槽道开口方向相同且两所述流道部分的U型槽道开口相对。以两个流道部分中，一为左流道部分，另一为右流道部分，则：

左流道部分中，最大U型槽道的入口端延伸至贯通基材31的侧壁；相邻两个U型槽道中，大U型槽道的出口端与小U型槽道的入口端连通；最小U型槽道的出口端与右流道部分连通；

右流道部分中，最小U型槽道的入口端与上述左流道部分的最小U型槽道的出口端连通；相邻两个U型槽道中，小U型槽道的出口端与大U型槽道的入口端连通；最大U型槽道的出口端延伸至贯通基材31的侧壁。

上述结构的第二冷却流道可以获得较大的冷却流通面积，保证散热效率，而且，可与光学模块的腰圆形结构适配，保证均匀冷却。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。