一种激光元件固定结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及激光【技术领域】，公开了一种激光元件固定结构，包括夹持元件和锡合金填料；所述夹持元件为导热的热沉，与所夹持的激光元件位置相对应的夹持元件侧面设有灌注孔，所述锡合金填料由该灌注孔填充于夹持元件与所夹持的激光元件之间。该固定结构采用锡合金填充发热的激光元件和导热的夹持元件之间的间隙，使其具有良好的向外导热性能，同时具有很好的塑型效果、不易挥发，而且定位更加稳固。
【专利说明】一种激光元件固定结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光【技术领域】，尤其涉及一种激光元件固定结构。
【背景技术】
[0002]在通常情况下，一些光学元件应用在有源器件中，例如激光增益介质、腔镜、或者激光微片等，这些光学元件会因为吸收而发热，或者在一些隔离器磁光材料中，因为磁场作用而产生热量。一般会将金属散热块与光学元件粘连在一起，起到良好的散热作用，以保障器件的正常工作。一般通过一些固体胶例如紫外胶将金属散热块与光学元件粘连在一起。但胶的导热性非常差，一般如果胶层太厚，反而不利于整体的散热。同时胶容易在高温的情况下挥发，挥发物逐渐沉积在光学元件的通光面上，例如激光运转过程中，由于激光能量中心会形成一种真空状态，导致这些挥发物更容易沉积附着在通光口径内，容易造成激光损伤和设备故障。其它常用的粘结剂如导热硅脂或者银胶之类，其导热性会比固体胶更好一些，但和金属本身的导热性能相比较仍然相差很远，即使是最优良的银胶也只能达60W/m.k。或者是在光学元件外包裹一层铟，铟的热导率大概是在110W/m.k左右，但包铟工艺对操作过程要求比较高，如果包裹不严密不仅不会起到良好的散热效果，反而更容易损伤器件。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本实用新型提出一种激光元件固定结构，具有良好的向外导热性能，同时具有很好的塑型效果、不易挥发，而且定位更加稳固。
[0004]为达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为:一种激光元件固定结构，包括夹持元件和锡合金填料；所述夹持元件为导热的热沉，与所夹持的激光元件位置相对应的夹持元件侧面设有灌注孔，所述锡合金填料由该灌注孔填充于夹持元件与所夹持的激光元件之间。
[0005]进一步的，所述夹持元件为套管结构，包括第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉均为管状结构，第一热沉管内具有第一台阶层，第二热沉具有一凸台，嵌套于第一热沉内，凸台台面与第一热沉管内第一台阶层的台阶面一起夹持定位激光元件；所述灌注孔设于第一热沉侧面与所夹持激光元件侧面相对的位置。
[0006]进一步的，所述第一热沉管内第一台阶层的台阶面上设有第二微台阶层；所述第二热沉的凸台台面沿所夹持的激光元件周围设有多个台阶孔。
[0007]进一步的，所述第二微台阶层的台阶面到第一台阶层的台阶面高度在
0.05mm-0.9mm之间；所述台阶孔深度在0.lmm-0.5mm之间。
[0008]进一步的,所述夹持元件为一管状结构的热沉,其所夹持的激光元件置于管状结构内。
[0009]进一步的，所述管状结构内部具有一台阶层，其所夹持的激光元件置于该台阶层上。[0010]进一步的，所述夹持元件为一管状结构的热沉；所述激光元件为隔离器，包括磁光元件和磁环；所述磁光元件置于管状结构内，所述磁环套于管状结构外，与所述磁光元件相对应的位置。
[0011]进一步的，所述管状结构的管道截面为圆形或多边形，所述多边形如三角形、方形、矩形或菱形等。
[0012]进一步的，所述激光元件为激光增益介质、激光微片、激光腔镜、隔离器、倍频元件、选模元件或可饱和吸收体。
[0013]进一步的，所述锡合金填料为铟锡合金或焊锡；所述夹持元件为金属热沉。
[0014]本实用新型的有益效果为:采用锡合金填充发热的激光元件和导热的夹持元件之间的间隙，使其具有良好的向外导热性能，同时具有很好的塑型效果、不易挥发，而且定位更加稳固。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型固定结构施例一结构示意图；
[0016]图2为实施例一第一热沉A-A剖视图；
[0017]图3为实施例一第二热沉左视图；
[0018]图4为本实用新型固定结构实施例二结构示意图；
[0019]图5为本实用新型固定结构实施例三结构示意图；
[0020]图6为本实用新型固定结构实施例三固定过程示意图；
[0021]图7为本实用新型固定结构实施例四结构示意图。
[0022]附图标记:10、夹持元件；11、第一热沉；111、第一台阶层；112、第二微台阶层；12、第二热沉；121、凸台；122、台阶孔；13、灌注孔；14、台阶层；20、锡合金填料；30、激光元件；31、磁光元件；32、磁环；40、固体胶；50、聚四氟乙烯棒。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型做进一步说明。
[0024]本实用新型采用锡合金填充发热的激光元件和导热的夹持元件之间的间隙，使其具有良好的向外导热性能，同时具有很好的塑型效果、不易挥发，而且定位更加稳固。具体的，该激光元件固定结构，包括夹持元件和锡合金填料。其中，夹持元件为导热的热沉，与所夹持的激光元件位置相对应的夹持元件侧面设有灌注孔，锡合金填料由该灌注孔填充于夹持元件与所夹持的激光元件之间。
[0025]具体的，如图1-3所示的实施例一，该实施例中夹持元件10采用套管结构，包括第一热沉11和第二热沉12，第一热沉11和第二热沉12均为管状结构。其中，第一热沉11管内具有第一台阶层111，第二热12沉具有一凸台121，嵌套于第一热11沉内，凸台121台面与第一热沉11管内第一台阶层111的台阶面一起夹持定位激光元件30 ;灌注孔13设于第一热沉11侧面与所夹持激光元件30侧面相对的位置。固定时,先将激光元件30置于第一热沉11的第一台阶层111上，并将第二热沉12的凸台121嵌套到第一热沉11内，压住激光元件30，并采用如353ND胶等固定胶40将第一热沉11和第二热沉12粘接固定，同时起到初步定位的作用；然后再通过第一热沉11的灌注孔13往激光元件30和第一热沉11、第二热沉12之间的间隙内灌注熔融的锡合金填料20，待锡合金填料20冷却后即可实现整体的散热。采用锡合金填料20填充发热的激光元件30和导热的夹持元件10之间的间隙，锡合金填料20良好的导热性能，使其具有良好的向外导热性能，同时具有很好的塑型效果、不易挥发，而且定位更加稳固。
[0026]如图1和2所示，第一热沉11管内第一台阶层111的台阶面上设有第二微台阶层112，以防止锡合金填料20漫到激光元件30表面，该第二微台阶层112的高度可在
0.05mm-0.9mm之间，以0.1mm为优选。如图1和3所示,第二热沉12的凸台121台面沿所夹持的激光元件30周围设有多个台阶孔122，如激光元件30为方形，则可在其四个角对应的凸台121台面的位置分别设置台阶孔122，以保障锡合金填料20通过这些台阶孔122漫到激光元件30的边缘浸润，这些台阶孔122的深度可在0.lmm-0.5mm之间，以0.2mm为优选。
[0027]如图4所示的实施例二，该实施例中夹持元件10采用的是一管状结构的热沉，该管状结构内部具有一台阶层14，其所夹持的激光元件30置于该台阶层14上，并通过灌注孔13往激光元件30和夹持元件10之间的间隙灌注熔融的锡合金填料20，待锡合金填料20冷却后即可实现整体的散热。锡合金填料20良好的导热性能，可及时将发热的激光元件30的热量传导到夹持元件10并及时散发掉，达到的向外导热效果。
[0028]如图5所示的实施例三，该实施例中夹持元件10采用的是一管状结构的热沉，激光元件30置于该管状结构内，并通过灌注孔13往激光元件20和夹持元件10之间的间隙灌注熔融的锡合金填料20，待锡合金填料20冷却后即可实现整体的散热。如图6所示，固定的时候，可以采用高温聚四氟乙烯棒50从夹持元件10管状结构的两端顶住激光元件30，先将激光元件30定位，再通过灌注孔13往激光元件30和夹持元件10之间的间隙灌注熔融的锡合金填料20，待锡合金填料20冷却后即可实现整体的散热，然后再去除聚四氟乙烯棒50。
[0029]如图7所示的实施例四，该实施例中夹持元件10采用的是一管状结构的热沉；激光元件30为隔离器，包括磁光元件31和磁环32。磁光元件31置于管状结构内，并通过灌注孔13往磁光元件31和夹持元件10之间的间隙灌注熔融的锡合金填料20，待锡合金填料20冷却固定后，再将磁环32套于管状结构外，与磁光元件31相对应的位置。避免有些导热性很差的磁环夹于磁光元件和锡合金填料之间，影响整体的散热效果。
[0030]上述各实施例中，夹持元件10管状结构的管道截面可以是圆形、三角形、方形、矩形、菱形或多边形等各种形状，夹持元件10优选金属热沉，如黄铜等导热性好的金属材料，锡合金填料20可以是铟锡合金或焊锡等。上述各实施例的固定结构适用于固定如激光增益介质、激光微片、激光腔镜、隔离器、倍频元件、选模元件或可饱和吸收体等发热的激光元件。
[0031]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种激光元件固定结构，其特征在于:包括夹持元件和锡合金填料；所述夹持元件为导热的热沉，与所夹持的激光元件位置相对应的夹持元件侧面设有灌注孔，所述锡合金填料由该灌注孔填充于夹持元件与所夹持的激光元件之间。
2.如权利要求1所述激光元件固定结构，其特征在于:所述夹持元件为套管结构，包括第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉均为管状结构，第一热沉管内具有第一台阶层，第二热沉具有一凸台，嵌套于第一热沉内，凸台台面与第一热沉管内第一台阶层的台阶面一起夹持定位激光元件；所述灌注孔设于第一热沉侧面与所夹持激光元件侧面相对的位置。
3.如权利要求2所述激光元件固定结构，其特征在于:所述第一热沉管内第一台阶层的台阶面上设有第二微台阶层；所述第二热沉的凸台台面沿所夹持的激光元件周围设有多个台阶孔。
4.如权利要求3所述激光元件固定结构，其特征在于:所述第二微台阶层的台阶面到第一台阶层的台阶面高度在0.05mm-0.9mm之间；所述台阶孔深度在0.lmm-0.5mm之间。
5.如权利要求1所述激光元件固定结构，其特征在于:所述夹持元件为一管状结构的热沉，其所夹持的激光元件置于管状结构内。
6.如权利要求5所述激光元件固定结构，其特征在于:所述管状结构内部具有一台阶层，其所夹持的激光元件置于该台阶层上。
7.如权利要求1所述激光元件固定结构，其特征在于:所述夹持元件为一管状结构的热沉；所述激光元件为隔离器，包括磁光元件和磁环；所述磁光元件置于管状结构内，所述磁环套于管状结构外，与所述磁光元件相对应的位置。
8.如权利要求2-6任一项所述激光元件固定结构，其特征在于:所述管状结构的管道截面为圆形或多边形。
9.如权利要求8所述激光元件固定结构，其特征在于:所述多边形为三角形、方形、矩形或菱形。
10.如权利要求1-6任一项所述激光元件固定结构，其特征在于:所述激光元件为激光增益介质、激光微片、激光腔镜、隔离器、倍频元件、选模元件或可饱和吸收体。
11.如权利要求1-7任一项所述激光元件固定结构，其特征在于:所述锡合金填料为铟锡合金或焊锡；所述夹持元件为金属热沉。
【文档编号】H01S3/02GK203690691SQ201320886418
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】陈卫民, 孙玉, 薛有为, 吴砺 申请人:福州高意通讯有限公司