CN111141096A - 集成化反射式光栅主动冷却装置 - Google Patents

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晋云霞
刘畅洋
邵建达
曹红超
孔钒宇
张益彬
王勇禄
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Abstract

一种集成化反射式光栅主动冷却装置，包括光栅基板背面微通道冷却层、缓冲层、微通道密封部件、温度传感器和水冷机组件。本发明装置的主要优点是：微通道冷却层直接刻蚀在反射式光栅基板的背面，实现了光栅和微通道结构的高度集成化，所述的光栅基板上具有不同深宽比微通道结构，满足反射式光栅不同负载激光功率下不同冷却需求。

Description

集成化反射式光栅主动冷却装置
技术领域
本发明涉及冷却，特别是一种集成化反射式光栅主动冷却装置。
背景技术
连续高功率激光作用于光学元件表面时，损伤发生的主要原因是激光能量经材料吸收转化为热量并沉积，使辐照区域不断升温，因此研究连续工作光学元件的冷却方法有重要作用。现有的光栅冷却方式多采用光栅和冷却系统分离，冷却水由水泵抽出来经过一系列设备处理才能与光栅接触，起到冷却效果，结构复杂，占用空间大，冷却不充分。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种集成化反射式光栅主动冷却装置，实现了光栅和微通道结构的高度集成化，冷却装置厚度更小，降低了空间占用率，满足反射式光栅不同负载激光功率下不同冷却需求。
本发明的技术解决方案如下：
一种集成化反射式光栅主动冷却装置，其特点在于，包括冷水箱、循环水泵、密封板、导流层、温度探头、微通道冷却层、光栅层；
所述的密封板和所述的导流层的一面焊接在一起，该导流层的另一面与所述的光栅层的光栅基板的微通道冷却层的背面焊接在一起，所述的温度探头安装在所述的导流层上，所述的密封板、导流层、温度探头、微通道冷却层、光栅层构成一体，所述的密封板设有入水口和出水口，所述的入水口和出水口通过管道与所述的冷水箱相连，所述的冷水箱和循环水泵安装在一起作为冷却水源的提供装置，冷却水在所述的循环水泵的驱动下经管道通过所述的密封板的入水口进入所述的导流层经所述的微通道冷却层与所述的光栅基板进行热交换，然后冷却水经所述的出水口返回所述的冷水箱。
所述的微通道冷却层具有不同深宽比的微通道结构，以满足反射式光栅不同负载激光功率下不同冷却需求。
本发明与现有技术相比较具有以下有益技术效果：
1.本发明把微通道冷却层直接刻蚀在反射式光栅基板的背面，实现了光栅和微通道结构的高度集成化，冷却装置厚度更小，降低了空间占用率。
2.本发明根据实际工作情况深刻蚀加工出不同深宽比微通道结构，满足反射式光栅不同负载激光功率下不同冷却需求。
附图说明
图1是本发明集成化反射式光栅主动冷却装置示意图
图中：冷水箱(1)、循环水泵(2)、密封板(3)、导流层(4)、温度探头(5)、微通道冷却层(6)、光栅层(7)。
图2是本发明集成化反射式光栅主动冷却装置剖面示意图，向上箭头对应入水口，向下箭头对应出水口。
图中：入水口和出水口分别对接循环水泵管道。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的实施方式作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
如图1、图2所示，本发明集成化反射式光栅主动冷却装置，包括冷水箱1、循环水泵2、密封板3、导流层4、温度探头5、微通道冷却层6、光栅层7；
所述的密封板3和所述的导流层4的一面焊接在一起，该导流层4的另一面与所述的光栅层7的光栅基板的微通道冷却层6的背面焊接在一起，所述的温度探头5安装在所述的导流层4上，所述的密封板3、导流层4、温度探头5、微通道冷却层6、光栅层7构成一体，所述的密封板3设有入水口和出水口，所述的入水口和出水口通过管道与所述的冷水箱1相连，所述的冷水箱1和循环水泵2安装在一起作为冷却水源的提供装置，冷却水在所述的循环水泵2的驱动下经管道通过所述的密封板3的入水口进入所述的导流层4，经所述的微通道冷却层6与所述的光栅基板进行热交换，然后冷却水经所述的出水口、管道返回所述的冷水箱1。
所述的微通道冷却层6具有不同深宽比的微通道结构，以满足反射式光栅不同负载激光功率下不同冷却需求。
循环水泵2从冷水箱1中抽取冷却液为整个系统提供降温循环，冷却液进入进水管道透过密封层3，进入导流层4之后冷却液减缓流速，然后进入光栅基板的微通道冷却层6，对连续受激光辐照的光栅进行换热冷却，最后通过出水口流出，返回冷水箱1中。温度探头5实时探测微通道内冷却水的温度，为水冷机控制冷却水温度提供反馈信号；
所述固定在导流层4上的温度探头5直接测量在微通道冷却层6冷却液的实时温度。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种集成化反射式光栅主动冷却装置，其特征在于，包括冷水箱(1)、循环水泵(2)、密封板(3)、导流层(4)、温度探头(5)、微通道冷却层(6)、光栅层(7)；
所述的密封板(3)和所述的导流层(4)的一面焊接在一起，该导流层(4)的另一面与所述的光栅层(7)的光栅基板的微通道冷却层(6)的背面焊接在一起，所述的温度探头(5)安装在所述的导流层(4)上，所述的密封板(3)、导流层(4)、温度探头(5)、微通道冷却层(6)、光栅层(7)构成一体，所述的密封板(3)设有入水口和出水口，所述的入水口和出水口通过管道与所述的冷水箱(1)相连，所述的冷水箱(1)和循环水泵(2)安装在一起作为冷却水源的提供装置，冷却水在所述的循环水泵(2)的驱动下经管道通过所述的密封板(3)的入水口进入所述的导流层(4)经所述的微通道冷却层(6)与所述的光栅基板进行热交换，然后冷却水经所述的出水口、管道返回所述的冷水箱(1)。
2.根据权利要求1所述的集成化的反射式光栅主动冷却装置，其特征在于，所述的微通道冷却层(6)具有不同深宽比的微通道结构，以满足反射式光栅不同负载激光功率下不同冷却需求。
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