CN101373881B - 光纤整体冷却的循环装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于高功率光纤激光器的光纤整体冷却的循环装置，其特点是于：该装置由光纤固定导热下盘、光纤固定导热上盘、冷却盘和水冷机构成，所述的冷却盘是一具有进水接口和出水接口的通冷却水的壳体，所述的光纤固定导热下盘密切地固定在所述的冷却盘上，利用固定螺钉拧入所述的光纤固定导热上盘和光纤固定导热下盘的固定孔中形成可拆卸的连接关系，所述的光纤固定导热上盘和光纤固定导热下盘之间用于放置高功率光纤激光器的双包层光纤，所述冷却盘的进水接口和出水接口再分别通过进水导管和出水导管与所述的水冷机联通，形成冷却水的循环通道。本发明可使高功率光纤激光器内工作物质——双包层光纤实现恒温制冷，获得稳定的、高功率的激光输出。
Description
技术领域
本发明涉及高功率光纤激光器，特别是一种用于高功率光纤激光器的光纤整体冷却循环装置。
背景技术
双包层掺稀土光纤用于高功率激光输出时，光纤内的激光介质由于受到泵浦光作用所产生的热效应，引起光纤温度上升，导致出射激光光束质量和效率下降(参见Wang，Y.Xu，C.Q.and Po，H.(2004)Thermaleffects in kilowatt fiber lasers.Photonics Technology Letters，IEEE 16，63-65.)。
发明内容
本发明的目的是为了实现高功率光纤激光器内的双包层掺稀土光纤工作在正常温度范围内，保证高功率光纤激光器在高功率激光输出时，具有较好的激光光束质量和效率，提供一种光纤整体冷却循环装置，该装置具有结构简单、散热均匀、制冷效果明显、实用性强等特点。
本发明的解决技术方案如下：
一种用于高功率光纤激光器的光纤整体冷却的循环装置，其特点是于：该装置由光纤固定导热下盘、光纤固定导热上盘、冷却盘和水冷机构成，所述的冷却盘是一具有进水接口和出水接口的通冷却水的壳体，所述的光纤固定导热下盘密切地固定在所述的冷却盘上，利用固定螺钉拧入所述的光纤固定导热上盘和光纤固定导热下盘的固定孔中形成可拆卸的连接关系，所述的光纤固定导热上盘和光纤固定导热下盘之间用于放置高功率光纤激光器的双包层光纤，所述冷却盘的进水接口和出水接口再分别通过进水导管和出水导管与所述的水冷机联通，形成冷却水的循环通道。
所述的光纤固定导热下盘与所述的冷却盘的接触面涂有一层导热硅胶，用于消除接触缝隙，增强导热性能，。
所述的光纤固定导热上盘和光纤固定导热下盘采用铜或铝制成，所述的光纤固定导热上盘或光纤固定导热下盘的表面上具有用于所述的光纤固定的螺旋状的半圆形凹槽，使所述的高功率光纤激光器的光纤与所述的光纤固定导热上盘或光纤固定导热下盘密切接触，以便光纤激光器的散热。
本发明装置的使用方法是：将所述的高功率光纤激光器的光纤放置在所述的光纤固定导热上盘和光纤固定导热下盘之间，启动水冷机工作，由水冷机输出的冷却水经所述的进水导管、进水接口、冷却盘、出水接口、出水导管进入所述的水冷机，构成冷却水的循环，使所述的高功率光纤激光器的光纤内因工作物质吸收泵浦光所产生的热量，光纤产生的热量不断地被冷却水带走。从而实现了光纤整体冷却的循环，保证光纤工作在正常温度范围内。
附图说明
图1为本发明光纤整体冷却的循环装置实施例的结构示意图。
图2是图1的AA剖视图
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
请参阅图1和图2，图1为本发明光纤整体冷却的循环装置实施例的结构示意图，图2是图1的AA剖视图，由图可见，本发明光纤整体冷却的循环装置，由光纤固定导热下盘6、光纤固定导热上盘8、冷却盘3和水冷机构成，所述的冷却盘3是一具有进水接口1和出水接口10的通冷却水的壳体，是一长方形壳体，所述的光纤固定导热下盘6透过螺钉拧入固定螺孔4密切地固定在所述的冷却盘3上，利用固定螺钉9拧入所述的光纤固定导热上盘8和光纤固定导热下盘6的固定孔7中形成可拆卸的连接关系，所述的光纤固定导热上盘8和光纤固定导热下盘6之间用于放置高功率光纤激光器的双包层光纤，所述冷却盘3的进水接口1和出水接口10再分别通过进水导管2和出水导管11与所述的水冷机(图中未示)联通，形成冷却水的循环通道。
所述的光纤固定导热下盘6与所述的冷却盘3的接触面涂有一层导热硅胶。
所述的光纤固定导热上盘8和光纤固定导热下盘6采用铜制成，所述的光纤固定导热下盘6的表面上具有用于所述的光纤固定的螺旋状的半圆形凹槽。
在光纤激光器工作时，开启水冷机，就可以利用冷却盘3的均匀导热特性，将双包层掺稀土光纤内产生的热量通过热传导效应，将热量传递到循环的制冷水里，从而让光纤激光器在高功率状态下，可以保持出射光束质量和效率稳定。
下面是一具体实施例子的具体参数：
采用双包层光纤长度为7.5m，纤芯中掺杂Yb3+，光纤直径为1mm，内包层尺寸为100x200μm(NA＝0.47)，纤芯直径为25μm(NA＝0.16)，光纤固定导热下盘6和光纤固定导热上盘8的直径均为20cm，厚度为2cm，冷却盘3是长40cm、宽40cm、高3cm的长方体。实验表明：本发明可使高功率光纤激光器内工作物质——双包层光纤实现恒温制冷，获得稳定的、高功率的激光输出。适当调解制冷水的压力，可以控制光纤工作时的温度，达到最佳工作状态。该装置具有结构简单、散热均匀、制冷效果明显和实用性强的特点。
Claims (3)
1.一种用于高功率光纤激光器的光纤整体冷却的循环装置，其特征在于：该装置由光纤固定导热下盘(6)、光纤固定导热上盘(8)、冷却盘(3)和水冷机构成，所述的冷却盘(3)是一具有进水接口(1)和出水接口(10)的通冷却水的壳体，所述的光纤固定导热下盘(6)固定在所述的冷却盘(3)上，利用固定螺钉(9)拧入所述的光纤固定导热上盘(8)的固定孔(7)和光纤固定导热下盘(6)的固定孔(7)中形成可拆卸的连接关系，所述的光纤固定导热上盘(8)和光纤固定导热下盘(6)之间用于放置高功率光纤激光器的双包层光纤，所述冷却盘(3)的进水接口(1)和出水接口(10)再分别通过进水导管(2)和出水导管(11)与所述的水冷机联通，形成冷却水的循环通道。
2.根据权利要求1所述的光纤整体冷却的循环装置，其特征在于所述的光纤固定导热下盘(6)与所述的冷却盘(3)的接触面涂有一层导热硅胶。
3.根据权利要求1所述的光纤整体冷却的循环装置，其特征在于所述的光纤固定导热上盘(8)和光纤固定导热下盘(6)采用铜或铝制成，所述的光纤固定导热上盘(8)或光纤固定导热下盘(6)的表面上具有用于所述的光纤固定的螺旋状的半圆形凹槽。
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