1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国科学院 工程热物理研究所, 北京 100190
3 重庆大学 工程热物理研究所, 重庆 400030
根据高功率二极管激光器的散热需求，设计了一种储能式相变冷却实验系统，并开展了喷雾相变冷却器和微通道相变冷却器的设计。采用多孔微结构的换热表面，用氨做制冷剂，实现了喷雾相变冷却器表面温度37 ℃时，散热功率密度达到了511 W/cm2。采用节流汽化原理，分别设计了背冷式相变微通道冷却器和薄片型的模块式相变微通道冷却器，背冷式相变微通道冷却器采用氨做制冷剂,散热功率密度达到了550 W/cm2，采用R124做制冷剂，散热功率密度约270 W/cm2。采用R124做制冷剂，实现了脉冲激光功率3 kW和连续激光功率100 W的相变冷却二极管激光器模块封装。
相变冷却 二极管激光器 微通道冷却器 喷雾相变 节流汽化 phase transition cooling diode laser microchannel cooler spray phase transition throttle evaporation 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2799
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国科学院 工程热物理研究所, 北京 100080
针对二极管激光器叠阵的高效散热冷却开展了研究, 设计了基于R134a制冷剂的相变冷却系统和以节流式微通道相变冷却方式工作的冷却器, 完成了脉冲功率3 kW叠阵的封装, 并分析了制冷剂在热沉进出口的温度对叠阵出光波长的影响。实验测试结果表明:在20%的高占空比下, 电流197 A时叠阵的输出功率达到3 030 W, 插座效率为39%, 光谱宽度小于3.8 nm, 冷却器内R134a的气化率约为50%。制冷剂R134a的流量为0.60 L/min, 仅为水系统的1/5, 大幅减小了冷却液流量和热管理系统的体积。
相变冷却 微通道 热沉 二极管激光器 叠阵 phase transition cooling microchannel heat sink diode laser stacks
