大功率半导体激光器列阵的微蒸发冷却封装组件的原理与实验研究

在已研制成功并多次运用大功率半导体激光器列阵的微通道冷却封装组件的基础上，认识到该器件存在的不足之处，提出了将工程热物理常用的节流膨胀（蒸发）制冷技术中的蒸发器微型化后，代替微通道作为大功率半导体激光器列阵的冷却封装组件的研究思想。本项目拟采取在基本原理的指导下，通过理论计算、设计、实际制作和实验检验相结合的研究方法，以能够满足大功率半导体激光器列阵工作参数的需要的微蒸发器为具体对象，研究微蒸发器冷却封装组件的结构、制备、组装、所需制冷系统的性能等各环节相关的原理和技术问题。本项目研究的关键问题是如何根据半导体激光器列阵的散热要求设计出合理的微蒸发器内腔腔形、选定其结构材料、选定合适的制冷介质以及器件的制备技术和工艺等。本项目的研究，不但能为开发大功率半导体激光器列阵的应用提供新的技术条件，同时也可为节流膨胀（蒸发）制冷技术开拓新的应用领域。

在已研制成功并多次运用大功率半导体激光器列阵的微通道冷却封装组件的基础上，认识到该器件存在的不足之处，提出了将工程热物理常用的节流膨胀（蒸发）制冷技术中的蒸发器微型化后，代替微通道作为大功率半导体激光器列阵的冷却封装组件的研究思想。本项目采取在基本原理的指导下，通过理论计算、设计、实际制作和实验检验相结合的研究方法，以能够满足大功率半导体激光器列阵工作参数的需要的微蒸发器为具体对象，经过三年的时间，研究并解决了微蒸发器冷却封装组件的结构、制备、组装、所需制冷系统的性能等各环节相关的原理和技术问题。提出了三层结构的微蒸发腔的腔形；选定了导热性能好、易于加工的铜为原材料；制作出来用于实验的微蒸发腔样品；设计并组装了一体化的制冷系统。实验表明能够用于激光二极管条的制冷。在项目的实施过程中，解决了制作上的加工、焊接等技术问题。发表了相关论文3篇，申请发明专利6项，并已经授权3项公示3项、申请并授权实用新型专利1项。本项目的研究，不但能为开发大功率半导体激光器列阵的应用提供新的技术条件，同时也可为节流膨胀（蒸发）制冷技术开拓新的应用领域。