一种基于喷雾汽化的大功率激光器热管理装置,所述大功率激光器上设有一激光器热沉(8),其特征在于,所述热管理装置包括一装设于所述激光器热沉(8)上的高压喷雾室(9),所述高压喷雾室(9)内设有用于将液体制冷剂转化为雾状液滴制冷剂并喷射于所述激光器热沉(8)上的喷雾嘴阵列(7)和一气压传感器(13)；所述高压喷雾室(9)与用于向所述喷雾嘴阵列(7)提供所述液体制冷剂的过渡室(6)相邻,所述过渡室(6)通过一高压电动泵(1)与用于储存所述液体制冷剂的高压储液罐(4)相连,所述高压电动泵(1)与所述高压储液罐(4)之间的连接管道上设有第一单向阀(2)；所述高压喷雾室(9)的底部设有一雾液回聚区(11),所述雾液回聚区(11)内设有一液位传感器(12),所述雾液回聚区(11)通过所述高压电动泵(1)与所述过渡室(6)相连,所述雾液回聚区(11)与所述高压电动泵(1)之间的连接管道上设有第二单向阀(3)；所述高压喷雾室(9)还与一排气管(14)相连,所述排气管(14)上设有用于使所述高压喷雾室(9)内压力维持在一恒定压力值的泄压阀(10)。