CN102437499B - 中高功率光纤激光器的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中高功率光纤激光器的冷却系统，包括光学模块盖板、光学模块、泵源模块、泵源模块盖板、电源模块和模块连接支撑板，其特征在于：光学模块盖板固定在光学模块上，泵源模块盖板固定在泵源模块上，且光学模块和泵源模块用螺钉连为一体；电源模块固定在模块连接支撑板上，且模块连接支撑板将泵源模块和电源模块连为一体。本冷却系统对光纤的位置和长度都是可变的，并且不仅能同时对光纤和光纤耦合器进行冷却，同时还能对泵源和电源模块进行冷却。

Description

中高功率光纤激光器的冷却系统
技术领域
本发明涉及一种冷却系统，尤其是一种中高功率光纤激光器的冷却系统。
背景技术
目前，中高功率光纤激光器的掺杂光纤在泵浦光的作用下产生激光，但同时也产生大量的热量，这个热量会导致光纤的温度上升，从而激光光束质量和效率下降，甚至会引起光纤通信外层聚合物的老化，使光纤激光器不能稳定工作
目前，高功率光纤激光器中的光纤冷却方案已有专利申请(中国专利：200820155746.X和201010205769.9)但这些方案或装置都存在以下缺点：(1)冷却装置中可放置光纤的长度受限。短于或长于某个长度的光纤不能使用；(2)冷却装置只能给光纤冷却，不能同时给光纤系统中的重要器件进行冷却；(3)光纤盘绕直径的大小受限；(4)不能根据需要任意调整光纤的位置。(5)不能同时对泵源和电源器件进行冷却。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术上的不足，提供一种中高功率光纤激光器的冷却系统。本冷却系统可放置的光纤的长度可变，能对光纤激光器中所有的器件进行冷却，不仅可根据需要很方便地改变光纤盘绕直径的大小，还能根据需要任意调整光纤的位置，并能同时对泵源和电源器件进行冷却。
本发明的目的是这样实现的：
中高功率光纤激光器的冷却系统，包括光学模块盖板、光学模块、泵源模块、泵源模块盖板、电源模块和模块连接支撑板，其特征在于：光学模块盖板固定在光学模块上，泵源模块盖板固定在泵源模块上，且光学模块和泵源模块用螺钉连为一体；电源模块固定在模块连接支撑板上，且模块连接支撑板将泵源模块和电源模块连为一体。
所述的光学模块和泵源模块为腔体结构；泵源模块和电源模块分别设有冷却液循环通道；光学模块上设有1个以上的长槽、一个光纤穿出孔、一个凹进的圆盘、多个光纤耦合器安装孔、多个光栅安装孔及多个凸起的小槽，在使用时，掺杂光纤置于凹进的圆盘中，多个凸起的小槽用于控制光纤的走向，光纤也可以不经过凸起的小槽；所述的泵源模块为腔体结构，在它的上面开有1个以上的长槽、多个泵源安装孔、冷却液循环通道和多个密封封堵板；光纤和光纤耦合器等重要光学元件装于光学模块中，泵源装于泵源模块中，电器元件装于电源模块中；用连接支撑板将电源模块与泵源模块连为一体，并用连接支撑板将三个模块支撑起来，在所述的电源模块上设有冷却液循环通道和多个密封封堵板和多个安装孔；在所述的模块连接支撑板上设有贯穿的沉头孔和有缺口的沉头孔。
使用时，将泵源模块和电源模块的冷却液循环的通道用连接管连接起来形成一个中高功率光纤激光器冷却系统通道，将冷水机的出水口和进水口分别与中高功率光纤激光器冷却系统通道的进水口和出水口相连接，这样中高功率光纤激光器冷却系统通道便与冷水机形成了一个循环系统，冷水机工作时就实现了对中高功率光纤激光器冷却系统降温，从而实现对光纤、所有的光学器件、泵源及电源模块的冷却降温。
本发明的成果是：(1)通过光学模块和泵源模块，将装于其腔内的光纤及光学器件的产生的热量带走；通过电源模块将放置于表面的电器元件所产生的热量带走，使光纤及各元器件的热量不能累积，保持了温度的恒定，能确保中、高功率光纤激光器长时间的正常运行；(2)能根据需用任意调整光纤盘绕直径的大小的位置；(3)由于冷却系统是采用的三个模块(光学模块、泵源模块和电源模块)，实现了中高功率激光器的模块化，集成化和标准化。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的光学模块示意图。
图3为本发明的光学模块剖面示意图。
图4为本发明的泵源模块示意图。
图5为本发明的泵源模块剖面示意图。
图6为本发明的电源模块示意图。
图7为本发明的电源模块剖面示意图。
图8为本发明的连接支撑板示意图。
图9为本发明的水路连接及走向示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步的描述。
图1～图9为本发明的一个具体实施实例。
图1为本发明的整体结构示意图，也作为本发明的说明书摘要附图。本发明的包括光学模块盖板1、光学模块2、泵源模块3、泵源模块盖板4、电源模块5和模块连接支撑板6；光学模块盖板1固定在光学模块2上，泵源模块盖板4固定在泵源模块3上，且光学模块2和泵源模块3用螺钉连为一体；电源模块5固定在模块连接支撑板6上，且模块连接支撑板6将泵源模块3和电源模块5连为一体。
图2为光学模块2的正视图，它为腔形结构，在它的上面开有2个长槽8用于光学模块2和泵源模块3间的光纤及导线的穿过；在光学模块2的上面开有1个凹进的圆盘10，用于放置掺杂光纤；在光学模块2的上面开有一个光纤穿出孔9，用于将掺杂光纤引出光学模块2；在光学模块2的上面开有4组凸起的小槽13，用于限定光纤的位置；在光学模块2的上面开有4组螺钉孔(11，12)，用于安装光栅和泵源耦合器。
图3为光学模块2的剖面图，它更清楚地表达了2条长槽8、凹进的圆盘10和凸起的小槽13的截面形状。
图4为泵源模块3的正视图，在它的上面开有蛇形的冷却液循环通道15，它用于冷却液的流动；在泵源模块3的上面开有2个与光学模块2对应的长槽17，用于光纤和导线的穿过；在泵源模块3的上面开有多个密封封堵板14，密封封堵板14是工艺封堵块，为了让液体能在泵源模块3中形成回路；在泵源模块3的上面开有多个泵源安孔16(泵源安孔16的个数根据光纤激光器的功率而定)，用于安装泵源。
图5为泵源模块3的剖面图，它更清楚地表达了蛇形的冷却液循环通道15和长槽17的截面形状。
图6为电源模块5的正视图，在它的上面开有蛇形的冷却液循环通道19，它用于冷却液的流动；在电源模块5的上面开有多个安装孔18(安装孔18的个数根据光纤激光器的功率而定)，用于安装电器元件；在电源模块5的上面开有多个密封封堵板(20)，密封封堵板20是工艺封堵块，为了让液体能在电源模块5中形成回路。
图7为电源模块5的剖面图，它更清楚地表达了蛇形的冷却液循环通道19的截面形状。
图8为连接支撑板6的剖面图，它的上面开有3个贯穿的沉头孔21和4个侧面剖开有缺口的沉头孔22，贯穿的沉头孔21和侧面剖开有缺口的沉头孔22是为了便于安装。
图9为本发明的外管路连接示意图，连接管24将泵源模块3的冷却液循环通道15和电源模块5的的冷却液循环通道19互相连接；另外二根连接管23将冷水机的出水口和进水口分别与中高功率光纤激光器冷却系统通道的进水口和出水口相连接，这样中高功率光纤激光器冷却系统通道便与冷水机形成了一个循环系统，冷水机工作时就实现了对中高功率光纤激光器冷却系统降温，从而实现对光纤、所有的光学器件、泵源及电源模块的冷却降温。
当中高功率光纤激光器工作时，开启的冷水机就会将激光器中光纤和各元器件产生的热量通过冷却液及时地带走，从而保证了光纤及各元器件的温度能控制在安全的范围，确保了中、高功率光纤激光器的稳定工作；有效地防止了光纤及各元器件快速的老化，延长了中、高功率光纤激光器使用寿命。

Claims (1)

1.中高功率光纤激光器的冷却系统，包括光学模块盖板（1）、光学模块（2）、泵源模块（3）、泵源模块盖板（4）、电源模块（5）和模块连接支撑板（6）；其特征在于：光学模块盖板（1）固定在光学模块（2）上，泵源模块盖板（4）固定在泵源模块（3）上，且光学模块（2）和泵源模块（3）用螺钉连为一体；电源模块（5）固定在模块连接支撑板（6）上，且模块连接支撑板（6）将泵源模块（3）和电源模块（5）连为一体；
所述的光学模块（2）为腔体结构，在它的上面开有1个以上的长槽（8）、一个光纤穿出孔（9）、一个凹进的圆盘（10）、多个光纤耦合器安装孔（11）、多个光栅安装孔（12）及多个凸起的小槽（13）；
所述的泵源模块（3）为腔体结构，在它的上面开有1个以上的长槽（17）、多个泵源安装孔（16）；
在所述的电源模块（5）上设有冷却液循环通道（19）和多个密封封堵板（20）和多个安装孔（18）；
在所述的模块连接支撑板（6）上设有贯穿的沉头孔（21）和有缺口的沉头孔（22）。
2、根据权利要求1所述的中高功率光纤激光器的冷却系统，其特征在于：在所述的泵源模块（3）上设有冷却液循环通道（15）和多个密封封堵板（14）。
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