专利名称：新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器及其制备方法
技术领域：
本发明属于激光器制造领域，涉及一种半导体激光器，尤其是一种 新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器及其制备方法。
背景技术：
随着半导体激光器的性能稳定性、转换效率和输出功率的不断提高 ，大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，发展前景更加广阔。
随着各激光器的应用领域的不断快速发展，各领域对半导体激光器 的要求也越来越高，这就需要大功率半导体激光器在输出光功率、转换 效率、可靠性和性能稳定性上进一步提高。激光器的性能除了与芯片有 关外，还跟激光器的散热和封装有关。为了提高激光器的可靠性和性能 稳定性，降低生产成本，设计高可靠性的封装结构和高效的散热结构， 同时又能兼顾简单和低成本的设计原则是半导体激光器设计生产所要追 求的。
目前，水平阵列大功率半导体激光器有传导冷却型(如Michael Leers， Konstantin Boucke, Manfred Gotz， et al., Thermal resistance in dependence of diode laser packages, In: Mark S. Zediker eds. Proceedings of 56 SPIE, 2008. 6876 (687609))、传导加液体制冷型(武德勇，严地勇，唐淳，高松 信，高平均功率面阵二极管激光器散热分析，强激光与粒子束，第V13 (5), 2001.9)和微通道液体制冷型(RushikeshM,Patel, DavidK. Wagner, Allen D. Danner， Kam Fallahpour, Richard S. Stinnett, "Use of micro-channelcooling for high-power two-dimensional laser diode arrays", SPIE, vol.634:466-474 (1992))三种封装形式。
对于传导冷却水平阵列大功率半导体激光器产品而言，由于采用被 动散热方式，激光器在生热量大时容易造成激光器温度过高，导致激光 器的波长漂移，寿命和可靠性下降，因此，功率扩展受到限制。
对于传导加液体制冷型大功率半导体激光器而言，激光器的激光输 出是垂直向上的，整个激光器的散热是通过连接激光器芯片的金属电极 将热传导至导热的绝缘层上，再由绝缘层将热传导至液体制冷器上，最 终将激光器的热量传导出去。此类激光器具有以下几点不足
1) 由于采用多个巴条直接一次回流成型的工艺方法，因此组装前无 法对每个芯片进行单独老化，只能组装好之后对整个器件进行整体老化。 这样，若其中某一个或几个巴条烧毁、短路或者不能正常工作，整个器 件也将全部失效。
2) 由于采用多个巴条一次回流成型的生产工艺，因此芯片数不能太 多，否则很难保证精确定位和发光的一致性，所以芯片数通常只能限制 在3-4个，这就限制了水平阵列半导体激光器的功率扩展。
3) 热交叉和累积的影响严重，由于焊接的芯片相互之间距离非常近， 会产生热的热交叉影响；而且冷却介质是串联带走热的，这会使一个激 光器热量的累积到下一个激光器，导致多个激光器上的温度分布不均匀， 从而导致输出波长不一致。
综上所述，尽管此类激光器可以单独老化，但散热效果还是不佳， 激光器的功率扩展仍受到限制。虽然采用主动散热，散热能力增强，使激光器的功率得到很大的提高，但由于微通道液体制冷器的本身不足，使其成本很高。加工难度极大，成本较高导致该类水平阵列激光器的价格很高。具体而言，此类激光器有以下几方面的缺陷
1) 使用和维护成本高。由于该制冷器的冷却液与电子器件正负极直接接触，因此在工作时必须使用高质量的去离子水作为冷却介质，以防止正负极导通。去离子水成本高，并且在使用时必须保持去离子水的低电导率，因此使用和维护成本很高。
2) 加工难度大。微通道液体制冷器由几层很薄的铜片层叠加工成型，
内部的微通道大约为300微米。在制造过程中，需要对每一层铜片进行
精确的加工，以使层叠后的微通道在液体流过时形成散热能力强的湍流。因此，微通道制冷器的精确加工是一个难点。
3) 制造成本高。由于微通道制冷器的精密加工难度相当大，其制造成本也是非常高的。
4) 使用寿命短。在激光器工作的过程中，若冷却介质(通常为去离子水)中存在杂质时，这些杂质很容易附着在微通道内壁上，从而引起微通道管壁的电化学腐蚀，严重时可能将微通道制冷器的管壁蚀穿，对激光器的安全性造成极大地影响。这些都严重影响到激光器的使用寿命。
5) 密封要求高。由于微通道制冷器中冷却介质的流动空间非常狭小，因此容易产生多余的压力降，密封条件恶劣
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器及其制备方法，这种半导体激光器由多个独立封装的制冷单元组装而成，多个制冷单元共用 一个大的液体制冷块，并联制冷，可以有效提高散热能力，并且各制冷单元之间的散热不会互相影响。可有效增加激光器的输出光功率，减小热阻，提高激光器的光束质量。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的
这种新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器，包括下液体制冷块、正极连接片、带芯片的微制冷模块、负极连接片和回水块。所述下液体制冷块的上端面设有两组或两组以上进出水孔，所述每组进出水孔包括一个垂直入水孔和一个垂直出水孔，所述垂直入水孔与设于下液体制冷块内的下液体制冷块水平入水孔相通，所述垂直出水孔与设于下液体制冷块内的下液体制冷块水平出水孔相通；所述微制冷模块上设有制冷模块入水孔和制冷模块出水孔；所述下液体制冷块上端面上相对于每组进出水孔，并排设有两块或两块以上相互独立的微制冷模块，各微制冷模块与下液体制冷块之间均设有正极连接片，各微制冷模块的上面均设有负极连接片，所述负极连接片上设置有回水块；各微制冷模块的制冷模块入水孔和制冷模块出水孔分别与下液体制冷块上每组进出水孔的垂直入水孔和垂直出水孔连通。
上述微制冷模块包括铜连接片和微液体制冷片，微液体制冷片为多边形片状，微液体制冷片的中部垂直开设有固定孔， 定孔的两侧分别设有制冷模块入水孔和制冷模块出水孔，所述制冷模块入水孔内设有散热翅片，所述微液体制冷片在靠近制冷模块入水孔的一端设有芯片安装区，所述微液体制冷片的芯片安装区设有热沉和芯片，热沉与芯片的正极面贴合，所述芯片的负极面与铜连接片贴合，所述铜连接片与微液体制冷片之间还设有绝缘片。
上述下液体制冷块上的垂直入水孔的上端开口处设有沉槽，也可设有圆形等其他形状沉槽，所述沉槽上设有防水密封圈。
上述负极连接片18与正极连接片20均固定于下液体制冷块22上，所述负极连接片18与相邻微制冷模块27下的正极连接片20连接，使各微制冷模块27上下侧的每组负极连接片18和正极连接片20形成串联的电连接形式，所述负极连接片18通过负极引片28引出；所述正极连接片20通过正极引片21引出。
上述负极连接片和微制冷模块的中部均设有螺栓通孔，所述下液体制冷块的上端面与下端面间设有一组垂直的螺栓固定孔，所述回水块内设有回水连通孔，回水块的下端面上设有回水块进水孔和回水块出水孔，回水块进水孔和回水块出水孔与回水连通孔相通，回水块的下端面上还设有回水块固定螺孔，所述回水块、微制冷模块和负极连接片通过螺栓固定于下液体制冷块上。
一种上述激光器的制备方法，具体包括以下步骤
1) 在微制冷模块的微液体制冷片上打制冷模块出水孔和固定孔，并在加工制冷模块入水孔时同时加工出翅片；
2) 将清洗烘干后的微液体制冷片做电镀处理，以防腐蚀4)采用贴片工艺将芯片的正极焊接到热沉上；再用回流工艺将热沉、芯片及绝缘片与微液体制冷片和铜连接片焊接在一起；
5) 在下液体制冷块上开孔，开孔时下液体制冷块水平入水孔和下液 体制冷块水平出水孔的孔径应大于制冷模块入水孔和制冷模块出水孔的 孔径；
6) 先将各防水密封圈分别放在下液体制冷块的垂直入水孔处，然后 将各正极连接片放在下液体制冷块上，再在上面摆放带芯片的微制冷模 块，然后分别将各负极连接片和回水块依次叠放在微制冷模块的上方， 将正极引片夹在最边上的正极连接片下，将负极引片夹在最边上的负极 连接片下，其中，前一个负极连接片与后一个正极连接片连接在一起， 之后用绝缘片隔开下一个负极连接片，形成串联的电连接，最后一个微 制冷模块的负极直接通过负极引片引出，并用固定螺丝固定在下液体制 冷块上以保证电连接的可靠性。最后，整个结构用螺栓连接，制得所述
激光器o
上述热沉的材质为铜、铜钨合金或者其他导热率高的材料。
上述步骤4)中，所述连接芯片和热沉的材料为焊料
上述步骤4)中，若微液体制冷片的芯片安装区没有台阶，采用软
焊料连接芯片和微液体制冷片。 本发明具有以下有益效果 (1).散热能力强本发明采用主动散热方式，液体直接冲至激光
器发热部位热沉的下方，迅速将热量带走，大大提高了阵列激光器的散
热能力，可容易地实现功率的扩展，满足侧泵或特殊用途对大功率的要求。(2) .替换性强由于采用每个激光器(带芯片的微制冷模块)单 独封装然后组装的制造工艺，每个激光器可单独制造，互相独立，如果 单个激光器损坏可迅速被替换掉，因此不会影响到其他激光器的正常工 作。
(3) .使用成本低由于水平阵列结构，每个独立发光的半导体激 光器可在损坏时被单独替换，这样可使整个水平阵列激光器的使用成本 降低。
(4) .可实现激光大功率输出由于采用的微制冷模块中微制冷器 采用散热翅片的形式，制冷能力大大提高，水平阵列的激光器的数目可 大大增加，这样可以实现更大的激光功率输出，可以在连续(CW)和准 连续(QCW)的模式下工作。
(5) .寿命长、可靠性高按照本发明所提供的半导体激光器具有 寿命长、可靠性高、稳定性高和体型小的特点。
图l是本发明的拆解示意图2是本发明带芯片2的微制冷模块27的实施例一结构示意图； 图3是本发明的下液体制冷块22的结构示意图； 图4是本发明的下液体制冷块22的剖视图； 图5是本发明的回水块17的结构剖视图6是本发明带芯片2的微制冷模块27的实施例二结构示意图； 图7是本发明的整体结构示意图； 图8是本发明的散热示意图。其中l为热沉；2为芯片；3为制冷模块入水孔；4为散热翅片；5 为固定孔；6为绝缘片；7为微液体制冷片；8为铜连接片；9为制冷模 块出水孔；IO为橡胶密封圈；11为下液体制冷块水平入水孔；12为下液 体制冷块水平出水孔；13为连接片固定孔；14为垂直出水孔；15为螺栓 固定孔；16为垂直入水孔；17为回水块；18为负极连接片；19为绝缘 片；20为正极连接片；21为正极引片；22为下液体制冷块；23为防水 密封圈；24为回水块出水口； 25为回水块固定螺孔；26为回水块进水口； 27为微制冷模块；28为负极引片；29为沉槽；30为回水连通孔；31为 热量。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述
参见图1和图7，(图7是本发明已经装配好的整体外部结构示意图； 图1是图7的各部件拆解示意图)本发明的激光器主要是由下液体制冷
块22、正极连接片20、带芯片2的微制冷模块27、负极连接片18和回 水块17装配组成的，另外还包括有一些辅助部件如橡胶密封圈10、绝 缘片19、防水密封圈23以及必要的螺栓或螺钉。
参见图3和图4,下液体制冷块22的上端面设有两组或两组以上进 出水孔(图中给出了三组进出水孔的情况)，每组进出水孔包括一个垂直 入水孔16和一个垂直出水孔14。下液体制冷块22的内部还开设有两道 平行的水孔，它们分别是下液体制冷块水平入水孔11和下液体制冷块水 平出水孔12，各垂直入水孔16均与设于下液体制冷块22内的下液体制 冷块水平入水孔11相通，各垂直出水孔14均与设于下液体制冷块22内的下液体制冷块水平出水孔12相通。为了增加冷却水在孔道内的湍流程 度，垂直入水孔16的上端开口处设有沉槽29，沉槽29可以设置成矩形， 如图中所示，也可以根据设计需要设计成其他形状。沉槽29的口径远大 于垂直如水孔16，并且沉槽29上设有防水密封圈23，沉槽29边沿加工 有台阶，防水密封圈23安装于台阶上。下液体制冷块22的上端面与下 端面间还设有一组垂直的螺栓固定孔15，螺纹固定孔15的下端设有沉孔 用于安装螺栓头，螺纹固定孔15的位置介于每组进出水孔的垂直入水孔 16和一个垂直出水孔14之间，下液体制冷块22在垂直出水孔14所在的 面上设有台阶。
参见图2和图6，微制冷模块27上设有制冷模块入水孔3和制冷模 块出水孔9，如图2是微制冷模块27的实施例一具体结构微制冷模块 27包括铜连接片8和微液体制冷片7，微液体制冷片7为多边形片状， 微液体制冷片7的中部垂直开设有固定孔5，固定孔5的两侧分别设有制 冷模块入水孔3和制冷模块出水孔9，并且制冷模块入水孔3内设有散热 翅片4。微液体制冷片7在靠近制冷模块入水孔3的一端设有芯片安装区， 所述微液体制冷片7的芯片安装区设有热沉1和芯片2，由于该实施例中 设有热沉1，所以在芯片安装区设有一个台阶。热沉1与芯片2的正极面 贴合，芯片2的负极面与铜连接片8贴合，铜连接片8与微液体制冷片7 之间还设有绝缘片6。如图6是微制冷模块27的实施例二的结构示意图， 与图2不同的是这种结构省去了热沉1，这样在芯片安装区不用设置台阶， 芯片2的正极面直接贴于为液体制冷器7上。具体是否设置热沉1，要 据用户需要来定。参见图5，回水块17内设有回水连通孔30，回水连接孔30是一个 盲孔，其开口端通常用塞子堵住防止冷却水流出(图中未画出)。回水块 17的下端面上设有回水块进水孔26和回水块出水孔24，回水块进水孔 26和回水块出水孔24与回水连通孔30相通，回水块17的下端面上还设 有回水块固定螺孔25。
负极连接片18的形状是根据微制冷模块27设计的，其根据微制冷 模块27的制冷模块入水孔3和制冷模块出水孔9以及螺栓通孔相应开设 有通孔。正极连接片20为一小片金属片，其相应于微制冷模块27的制 冷模块出水孔9开设有通孔。
本发明的各部件之间的对应关系如下
下液体制冷块22上端面上相对于每组进出水孔，并排设有两块或两 块以上相互独立的微制冷模块27 (图1和图7中均为设置三块的情况)， 各微制冷模块27与下液体制冷块22之间均设有正极连接片20，各微制 冷模块27的上面均设有负极连接片18。各负极连接片18上设置有回水 块17;各微制冷模块27的制冷模块入水孔3和制冷模块出水孔9分别与 下液体制冷块22上每组进出水孔的垂直入水孔16和垂直出水孔14连通。 同时，各微制冷模块27的制冷模块入水孔3和制冷模块出水孔9也分别 与回水块17上的回水块进水孔26和回水块出水孔24连通。下液体制冷 块22上每组进出水孔的垂直入水孔16上的沉槽29处于微制冷模块27 下面，并通过防水密封圈23与微制冷模块27的微液体制冷片7贴合。 正极连接片20安装于下液体制冷块22在垂直出水孔14所在的面上的台 阶上，各正极连接片20与分别各微制冷模块27的微液体制冷片7下面贴合，且首个正极连接片20直接与正极引片21连接，下一个正极连接 片与上一个负极连接片连接，各负极连接片18与各微制冷模块27上的 铜连接片8贴合，且每一个负极连接片18与下一个正极连接片20相互 连接，即各微制冷模块27上下侧的每组负极连接片18和正极连接片20 形成串联的电连接形式，最后一个微制冷模块的负极连接片18直接通过 负极引片28引出。各正极连接片20和其对应的各负极连接片18均通过 螺钉固定于下液体制冷块22侧边的一组连接片固定孔13上，并且在每 组正极连接片20和负极连接片18之间设有用于绝缘的绝缘片19。
回水块17、微制冷模块27和负极连接片18通过螺栓固定于下液体 制冷块22上，具体为螺栓由下液体制冷块22上的螺纹固定孔15下端穿 入，分别穿过微制冷模块27和负极连接片18的螺栓通孔，最后旋于回 水块17下端的回水块固定螺孔25内。本发明中为了保证密封性，在微 制冷模块27的制冷模块入水孔3和制冷模块出水孔9上均设有橡胶密封 圈10。
本发明的制作过程如下
(1) 在微液体制冷片7上打制冷模块出水孔9和固定孔5，并在加 工制冷模块入水孔3时同时加工出翅片4;
(2) 将清洗烘干后的微液体制冷片7做做电镀处理，以防腐蚀；
(3) 采用贴片工艺利用硬焊料(金锡合金)将芯片2的正极(p面) 焊接到热沉1上；再用回流工艺将热沉1、芯片2及绝缘片6与微液体制 冷片7和铜连接片8焊接起来(如图2所示)；若微液体制冷片7的芯片 安装区没有台阶，采用软焊料连接芯片2和微液体制冷片7。(4) 在下液体制冷块22上开孔，开孔时下液体制冷块水平入水孔 11和下液体制冷块水平出水孔12的孔径应略大于制冷模块入水孔3和制 冷模块出水孔9的孔径，确保水流平稳；
(5) 先将N个防水密封圈23放在下液体制冷块22的垂直入水孔 16处，然后将正极连接片20放在下液体制冷块22上，再在上面平行摆 放N个带芯片2的微制冷模块27。然后分别将负极连接片18和回水块 17依次叠放在微制冷模块27的上方，将正极引片21夹在最边上的正极 连接片20下，将微液体制冷模块27的正极连接片21、上一个负极连接 片18、绝缘片19和负极引片28依次有里向外固定在下液体制冷块的边 沿；其中，负极连接片18与正极连接片20之间用绝缘片19隔开，并用 固定螺丝固定在下液体制冷块22上以保证电连接的可靠性。最后，整个 结构用螺栓连接；
(6) 测试，确保各项参数指标均合格后出厂。 本发明的工作过程是这样的
芯片2上的连接在正负极之间的p-n结半导体发光材料被加上正向 偏压，p区接正极，n区接负极。正向电压的电场与p-n结的自建电场方 向相反，它削弱了自建电场对晶体中电子扩散运动的阻碍作用，使n区 中的自由电子在正向电压的作用下不间断地通过p-n结向p区扩散，同时 在结区内存在大量导带中的电子和价带中的空穴时，它们将在注入区产 生复合，当导带中的电子跃迁到价带时，多余的能量就以光的形式发射 出来。激光器工作时的发热利用图2所示的微制冷模块27来散热。参见 图8，冷却液从下液体制冷块22的下液体制冷块水平入水孔11进入到各个垂直入水孔16，在沉槽29内突扩，冷却液大面积接触微制冷模块27 安装芯片部位的下侧面，然后从各微制冷模块27的制冷模块入水孔3经 过散热翅片4吸收芯片2工作时发出的热量31，之后向上流入回水块17 的回水块进水孔26，经回水连通孔30和回水块出水孔24后流经制冷模 块出水孔9进入各垂直出水孔14，最后汇聚到下液体制冷块22的下液体 制冷块水平出水孔12后排出，将热量带出。
综上所述，本发明与微通道液体制冷半导体激光器阵列产品相比， 本发明可以在满足使用功率和占空比要求的条件下极大地降低成本、减 小热阻，同时克服冷却介质压降过大的难点，在满足光束质量的前提下 保证激光的高输出功率。
本发明的技术方案不局限于以上对具体实施方式
的描述，也不局限 于说明书附图中所示的结构形式，任何等同或者类似于本发明的技术方 案都将落入本发明的权利范围，以下列出本发明还可以采用的部分替换 方案
1. 热沉1的材质为铜、铜钨合金、金刚石或金刚石与铜的复合材
料
2. 微液体制冷片7的散热翅片4可以形状各异(包括网状、圆型)， 位置可以与图示翅片方向呈不同的角度。
3. 整个半导体激光器的进出水口不局限于都设置在液体制冷块 22上，也可以将进水口设于下液体制冷块22上，将出水口设于回水块 17上。
4. 下液体制冷块22上的进出水口可以在同一侧，也可以分布于左右两侧。可以只有一个进水口和一个出水口，也可以有一个以上的进 出水口。
5. 下液体制冷块22和微制冷模块27上的制冷液通道(如垂直入 水孔16、垂直出水孔14、制冷模块出水孔9、制冷模块入水孔3等等) 的截面可以为任何形状，如矩形、椭圆形等。
6. 回水块17可单独分立，与微制冷模块27—一对应，也可为一 个整体，回水块17的材料可为金属或者非金属材料。
权利要求
1.一种新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器，包括下液体制冷块(22)、正极连接片(20)、带芯片(2)的微制冷模块(27)、负极连接片(18)和回水块(17)，其特征在于所述下液体制冷块(22)内设有下液体制冷块水平入水孔(11)和下液体制冷块水平出水孔(12)，所述下液体制冷块(22)的上端面设有两组或两组以上进出水孔，所述每组进出水孔包括一个垂直入水孔(16)和一个垂直出水孔(14)，所述垂直入水孔(16)与下液体制冷块水平入水孔(11)相通，所述垂直出水孔(14)与下液体制冷块水平出水孔(12)相通；所述微制冷模块(27)上设有制冷模块入水孔(3)和制冷模块出水孔(9)；所述下液体制冷块(22)上端面上相对于每组进出水孔，并排设有两块或两块以上相互独立的微制冷模块(27)，各微制冷模块(27)与下液体制冷块(22)之间均设有正极连接片(20)，各微制冷模块(27)的上面均设有负极连接片(18)，所述负极连接片(18)上设置有回水块(17)；各微制冷模块(27)的制冷模块入水孔(3)和制冷模块出水孔(9)分别与下液体制冷块(22)上每组进出水孔的垂直入水孔(16)和垂直出水孔(14)连通。
2. 根据权利要求1所述的新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器，其特征 在于所述微制冷模块(27)包括铜连接片(8)和微液体制冷片(7)，微 液体制冷片(7)为多边形片状，微液体制冷片(7)的中部垂直开设有固定 孔(5)，固定孔(5)的两侧分别设有制冷模块入水孔(3)和制冷模块出水 孔(9)，所述制冷模块入水孔(3)内设有散热翅片(4)，所述微液体制冷 片(7)在靠近制冷模块入水孔(3)的一端设有芯片安装区，所述微液体制 冷片(7)的芯片安装区设有热沉(1)和芯片(2)，热沉(1)与芯片(2) 的正极面贴合，所述芯片(2)的负极面与铜连接片(8)贴合，所述铜连接片(8)与微液体制冷片(7)之间还设有绝缘片(6)。
3. 根据权利要求1所述的新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器，其特征 在于所述下液体制冷块(22)上的垂直入水孔(16)的上端开口处设有沉 槽(29)，所述沉槽(29)上设有防水密封圈(23)。
4. 根据权利要求1所述的新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器，其特征 在于所述负极连接片(18)与正极连接片(20)均固定于下液体制冷块(22) 上，所述负极连接片(18)与相邻微制冷模块(27)下的正极连接片(20) 连接，使各微制冷模块(27)上下侧的每组负极连接片(18)和正极连接片(20)形成串联的电连接形式，所述负极连接片(18)通过负极引片(28) 引出；所述正极连接片(20)通过正极引片(21)引出。
5. 根据权利要求1所述的新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器,其特征 在于所述负极连接片(18)和微制冷模块(27)'的中部均设有螺栓通孔， 所述下液体制冷块(22)的上端面与下端面间设有一组垂直的螺栓固定孔(15)，所述回水块(17)内设有回水连通孔(30)，回水块(17)的下端面 上设有回水块进水孔(26)和回水块出水孔(24)，回水块进水孔(26)和 回水块出水孔(24)与回水连通孔(30)相通，回水块(17)的下端面上还 设有回水块固定螺孔(25)，所述回水块(17)、微制冷模块(27)和负极连 接片(18)通过螺栓固定于下液体制冷块(22)上。
6. —种权利要求1所述激光器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤1) 在微制冷模块(27)的微液体制冷片(7)上打制冷模块出水孔(9) 和固定孔(5)，并在加工制冷模块入水孔(3)时同时加工出翅片(4);2) 将清洗烘干后的微液体制冷片(7)做电镀处理；4)采用贴片工艺将芯片(2)的正极焊接到热沉(1)上；再用回流工艺将热沉(1)贴在微液体制冷片(7) —端，并将绝缘片(6)贴在微液体 制冷片(7)的上侧面，在绝缘片(6)的上面贴上铜连接片(8);5) 在下液体制冷块(22)上开孔，开孔时下液体制冷块水平入水孔(11) 和下液体制冷块水平出水孔(12)的孔径应大于制冷模块入水孔(3)和制 冷模块出水孔(9)的孔径；6) 先将各防水密封圈(23)分别放在下液体制冷块(22)的垂直入水 孔(16)处，然后将各正极连接片(20)放在下液体制冷块(22)上，再在 上面摆放带芯片(2)的微制冷模块(27),然后分别将各负极连接片(18) 和回水块(17)依次叠放在微制冷模块(27)的上方，将正极引片(21)夹 在最边上的正极连接片(20)下，将负极引片(28)夹在最边上的负极连接 片(18)下，其中，前一个负极连接片(18)与后一个与其相邻的正极连接 片(20)连接在一起，形成串联的电连接，将各微制冷模块(27)上下侧的 负极连接片(18)和正极连接片(20)用绝缘片(19)隔开，并用固定螺丝 固定在下液体制冷块(22)上以保证电连接的可靠性；最后，整个结构用螺 栓连接，制得所述激光器。
7. 根据权利要求6所述的激光器的制备方法，其特征在于，所述热沉(1)的 材质为铜、铜钨合金、金刚石或金刚石与铜的复合材料。
8. 根据权利要求6所述的激光器的制备方法，其特征在于，步骤4)中，若微 液体制冷片(7)的芯片安装区没有台阶，采用软焊料连接芯片(2)和微液 体制冷片(7)。
全文摘要
本发明涉及一种新型低成本水平阵列液体制冷半导体激光器及其制备方法，该激光器包括下液体制冷块、密封圈、正极引片、正极连接片、微制冷模块、负极连接片、绝缘片、负极引片、和回水块。下液体制冷块上端面上的每组进出水孔上各设有一个微制冷模块，微制冷模块与下液体制冷块之间均夹有正极连接片，每个微制冷模块的上面依次叠置有负极连接片和回水块。这种半导体激光器具有散热能力强、替换性强、使用成本低、寿命长、可靠性高的优点，可实现激光大功率输出。
文档编号H01S5/00GK101640378SQ20091002374
公开日2010年2月3日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者刘兴胜 申请人:西安炬光科技有限公司