CN111884041A - 一种激光器及激光器冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及激光器散热技术领域，公开了一种激光器及激光器冷却系统，该激光器包括用于产生并输出激光的激光模组，以及，用于密封收容所述激光模组的壳体，其中，所述壳体的一表面上设置有用于为冷却液提供一循环流动空间的水流道，所述壳体在与所述表面相接的一侧面上设有用于输入或输出所述冷却液的液体通孔，本发明实施例提供的激光器能够通过冷却液冷却的方式实现有效散热。
Description
技术领域
本发明实施例涉及激光器散热技术领域，特别涉及一种激光器及激光器冷却系统。
背景技术
激光器是一种能够用于发射激光的装置，通过设置在其中的激光芯片产生激光，通常地，为了提高激光器的输出功率，需要设置有多个激光芯片生成激光，并在激光器中设置多种类型的透镜使得各个激光芯片生成的激光最后能够合束输出。
在实现本发明实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前，高功率的激光器通常在工作时通常会产生大量的热量，这些热量需要及时从激光器的壳体上导走，否则，过高的温度会导致激光芯片被烧毁，壳体变形等问题。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的目的是提供一种能够有效散热的激光器及激光器冷却系统。
本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例中提供了一种激光器，包括：
用于产生并输出激光的激光模组，以及，
用于密封收容所述激光模组的壳体，其中，所述壳体的一表面上设置有用于为冷却液提供一循环流动空间的水流道，所述壳体在与所述表面相接的一侧面上设有用于输入或输出所述冷却液的液体通孔。
在一些实施例中，所述水流道由多个环形子水流道首尾相接构成，位于所述水流道一端的子水流道与所述液体通孔相接。
在一些实施例中，所述激光模组包括引脚，用于连接外部电路和所述激光模组的内部电路，所述壳体的一侧面上设置有引脚通孔，所述引脚密封固定于所述引脚通孔的内侧。
在一些实施例中，所述激光模组还包括光纤端头，用于输出所述激光，在与设置有所述引脚通孔的侧面相对的所述壳体的另一侧面上设置有端头通孔，所述光纤端头密封固定与所述端头通孔的内侧。
在一些实施例中，所述激光模组还包括：
COS阵列，用于产生所述激光；
准直透镜阵列，设置在所述COS阵列的出光方向上，用于将所述激光准直后输出；
反射镜阵列，设置在所述准直透镜阵列的出光方向上，用于改变准直输出的激光的方向；
聚焦透镜组，设置在所述反射镜阵列的出光方向上，用于将改变方向后的激光耦合到所述光纤端头中。
在一些实施例中，所述激光模组还包括偏振合束器，设置在所述反射镜阵列和所述聚焦透镜组之间。
为解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例中提供了一种激光器冷却系统，包括：
冷却液；
至少2N个如上述第一方面所述的激光器，N为大于等于1的整数，每两个所述激光器设有所述水流道的表面粘和为一体时，两条水流道构成一个用于运输所述冷却液的密封通道，一所述激光器的通孔作为所述冷却液的进水口，另一所述激光器的通孔作为所述冷却液的出水口；
冷水机，用于冷却所述冷却液；
管道，连接在所述激光器和所述冷水机之间。
在一些实施例中，所述冷水机设置有进水口和出水口，所述管道包括：
进水管，连接在所述冷水机的出水口和所述激光器的进水口之间，以及，
出水管，连接在所述激光器的出水口和所述冷水机的进水口之间。
在一些实施例中，每两个粘和为一体的所述激光器为一组，存在至少两组所述激光器时，所述管道还包括：中间管道，连接在前一组激光器的出水口和后一组激光器的出水口之间。
在一些实施例中，所述冷水机还设置有水泵，用于为所述冷却液在所述激光器、所述管道和所述冷水机中的循环提供动力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中提供了一种激光器及激光器冷却系统，该激光器包括用于产生并输出激光的激光模组，以及，用于密封收容所述激光模组的壳体，其中，所述壳体的一表面上设置有用于为冷却液提供一循环流动空间的水流道，所述壳体在与所述表面相接的一侧面上设有用于输入或输出所述冷却液的液体通孔，本发明实施例提供的激光器能够通过冷却液冷却的方式实现有效散热。
附图说明
一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块表示为类似的元件/模块，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例一提供的一种激光器在第一视角方向上的整体结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种激光器在第二视角方向上的整体结构示意图；
图3是图1所示激光器中激光模组的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的一种激光器冷却系统的整体结构示意图；
图5是图4中区域A的局部示意图；
图6是图4中的一组激光器的整体结构示意图；
图7是图6所述激光器中一种冷却液的流动方向示意图；
图8是图6所述激光器中另一种冷却液的流动方向示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
实施例一
请参见图1和图2，其中，图1是本发明实施例提供的一种激光器在第一视角方向上的整体结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种激光器在第二视角方向上的整体结构示意图，本发明实施例提供了一种激光器100，该激光器100包括：
用于产生并输出激光的激光模组120，以及，
用于密封收容所述激光模组120的壳体110，其中，所述壳体110的一表面上设置有用于为冷却液提供一循环流动空间的水流道111，所述壳体110在与所述表面相接的一侧面上设有用于输入或输出所述冷却液的液体通孔112。
优选地，在本发明实施例中，所述水流道111可以是所述壳体110在生产时一体铸造形成的，或者，也可以是通过刻蚀等方式在所述壳体110的表面镂空形成的，具体地，可根据壳体110的生产成本和生产工艺进行选择。
优选地，所述激光模组120通过耐高温的胶水固定在所述壳体110内部的中空空间中，所述壳体110的材料采用铜等耐热且导热快的材料，以使所述激光模组120产生的热量能够快速传导给所述水流道111中的冷却液。
在一些实施例中，所述水流道111由多个环形子水流道111a首尾相接构成，位于所述水流道111一端的子水流道111a与所述液体通孔112相接。在其他的一些实施例中，所述水流道111中子水流道111a的数量和形状可根据实际需要进行设计，不需要拘泥于本发明实施例的限定。
在一些实施例中，请一并参见图3，其示出了图1所示激光器100中激光模组120的结构，如图3所示，所述激光模组120包括引脚121，用于连接外部电路和所述激光模组120的内部电路，所述壳体110的一侧面上设置有引脚通孔113，所述引脚121密封固定于所述引脚通孔113的内侧。所述内部电路具体为所述激光模组120中的激光芯片和传感器等需要利用电能工作的器件，这些器件通过所述引脚121与设置在外部的其他电路结构电气连接。
在一些实施例中，请继续参见图3，所述激光模组120还包括光纤端头122，用于输出所述激光，在与设置有所述引脚通孔113的侧面相对的所述壳体110的另一侧面上设置有端头通孔114，所述光纤端头122密封固定与所述端头通孔114的内侧。
在一些实施例中，请继续参见图3，所述激光模组120还包括：COS阵列123、准直透镜阵列124、反射镜阵列125、聚焦透镜组126和偏振合束器127。
所述COS阵列123用于产生所述激光，所述COS阵列包括至少一个COS元件，所述COS元件主要包括激光芯片，用于产生并出射激光，一所述COS元件用于出射一束单色激光，不同型号的所述COS元件能够出射不同波长的激光。
所述准直透镜阵列124设置在所述COS阵列123的出光方向上，用于将所述激光准直后输出，其包括至少一组快轴准直透镜和慢轴准直透镜，一快轴准直透镜对应设置在一COS元件的出光方向上，一慢轴准直透镜对应设置在一快轴准直透镜的出光方向上。
所述反射镜阵列125设置在所述准直透镜阵列124的出光方向上，用于改变准直输出的激光的方向，所述反射镜阵列125包括至少一个反射镜。
所述聚焦透镜组126设置在所述反射镜阵列125的出光方向上，用于将改变方向后的激光耦合到所述光纤端头中，所述聚焦透镜组126包括至少一个聚焦透镜。
所述偏振合束器127设置在所述反射镜阵列125和所述聚焦透镜组126之间，用于将多束激光合束为一束，优选地，将偏振方向不同的激光合束为一束。
需要说明的是，所述COS元件、所述快轴准直透镜及所述慢轴准直透镜、所述反射镜、所述聚焦透镜和所述偏振合束器的数量和型号可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本发明实施例的限定。
实施例二
请参见图4、图5和图6，其中，图4是本发明实施例提供的一种激光器冷却系统的整体结构示意图，图5是图4中区域A的局部示意图，图6是图4中的一组激光器的整体结构示意图，本发明实施例提供了一种激光器冷却系统，该激光器冷却系统包括：冷却液(图未示)、激光器100、冷水机200和管道300。
所述冷却液(图未示)可以是水、乙二醇和/或添加剂组成，所述添加剂可以是无机盐型或者有机酸型等添加剂中的一种或者几种，其中，无机盐型又分磷酸盐型、胺型、硅酸盐型，具体地，可根据实际需要进行调配。
所述激光器100的数量为至少2N个，N为大于等于1的整数，每两个所述激光器100设有所述水流道的表面粘和为一体时，两条水流道构成一个用于运输所述冷却液的密封通道，一所述激光器100的通孔112作为所述冷却液的进水口112a，另一所述激光器100的通孔112作为所述冷却液的出水口112b。需要说明的是，所述激光器100的具体结构如上述实施例一及其附图所示，此处不再详述。
所述冷水机200，用于冷却所述冷却液，其中，所述冷水机200设置有进水口220和出水口210，
所述管道300连接在所述激光器100和所述冷水机200之间。所述管道300包括：进水管310，连接在所述冷水机200的出水口210和所述激光器100的进水口112a之间，以及，出水管320，连接在所述激光器100的出水口112b和所述冷水机200的进水口112a之间。
在一些实施例中，请继续参见图5和图6，每两个粘和为一体的所述激光器100为一组，存在至少两组所述激光器100时，所述管道300还包括：中间管道330，连接在前一组激光器100的出水口112b和后一组激光器100的出水口112b之间。
在一些实施例中，所述冷水机200还设置有水泵(图未示)，用于为所述冷却液在所述激光器100、所述管道300和所述冷水机200中的循环提供动力。
请一并参见图7和图8，其中，图7是图6所述激光器中一种冷却液的流动方向示意图，图8是图6所述激光器中另一种冷却液的流动方向示意图，如图7和图8所示，冷却液从进水口112a进入所述激光器100中，通过水流道带走激光器壳体上的热量后，冷却液从出水口112b输出。
本发明实施例中提供了一种激光器及激光器冷却系统，该激光器包括用于产生并输出激光的激光模组，以及，用于密封收容所述激光模组的壳体，其中，所述壳体的一表面上设置有用于为冷却液提供一循环流动空间的水流道，所述壳体在与所述表面相接的一侧面上设有用于输入或输出所述冷却液的液体通孔，本发明实施例提供的激光器能够通过冷却液冷却的方式实现有效散热。
需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种激光器，其特征在于，包括：
用于产生并输出激光的激光模组，以及，
用于密封收容所述激光模组的壳体，其中，所述壳体的一表面上设置有用于为冷却液提供一循环流动空间的水流道，所述壳体在与所述表面相接的一侧面上设有用于输入或输出所述冷却液的液体通孔。
2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，
所述水流道由多个环形子水流道首尾相接构成，位于所述水流道一端的子水流道与所述液体通孔相接。
3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，
所述激光模组包括引脚，用于连接外部电路和所述激光模组的内部电路，所述壳体的一侧面上设置有引脚通孔，所述引脚密封固定于所述引脚通孔的内侧。
4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，
所述激光模组还包括光纤端头，用于输出所述激光，在与设置有所述引脚通孔的侧面相对的所述壳体的另一侧面上设置有端头通孔，所述光纤端头密封固定与所述端头通孔的内侧。
5.根据权利要求4所述的激光器，其特征在于，所述激光模组还包括：
COS阵列，用于产生所述激光；
准直透镜阵列，设置在所述COS阵列的出光方向上，用于将所述激光准直后输出；
反射镜阵列，设置在所述准直透镜阵列的出光方向上，用于改变准直输出的激光的方向；
聚焦透镜组，设置在所述反射镜阵列的出光方向上，用于将改变方向后的激光耦合到所述光纤端头中。
6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，
所述激光模组还包括偏振合束器，设置在所述反射镜阵列和所述聚焦透镜组之间。
7.一种激光器冷却系统，其特征在于，包括：
冷却液；
至少2N个如权利要求1-6任一项所述的激光器，N为大于等于1的整数，每两个所述激光器设有所述水流道的表面粘和为一体时，两条水流道构成一个用于运输所述冷却液的密封通道，一所述激光器的通孔作为所述冷却液的进水口，另一所述激光器的通孔作为所述冷却液的出水口；
冷水机，用于冷却所述冷却液；
管道，连接在所述激光器和所述冷水机之间。
8.根据权利要求7所述的激光器冷却系统，其特征在于，
所述冷水机设置有进水口和出水口，所述管道包括：
进水管，连接在所述冷水机的出水口和所述激光器的进水口之间，以及，
出水管，连接在所述激光器的出水口和所述冷水机的进水口之间。
9.根据权利要求8所述的激光器冷却系统，其特征在于，
每两个粘和为一体的所述激光器为一组，存在至少两组所述激光器时，所述管道还包括：中间管道，连接在前一组激光器的出水口和后一组激光器的出水口之间。
10.根据权利要求7-9任一项所述的激光器冷却系统，其特征在于，
所述冷水机还设置有水泵，用于为所述冷却液在所述激光器、所述管道和所述冷水机中的循环提供动力。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010939343.XA CN111884041A (zh) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | 一种激光器及激光器冷却系统 |
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| CN202010939343.XA CN111884041A (zh) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | 一种激光器及激光器冷却系统 |
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| CN202010939343.XA Pending CN111884041A (zh) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | 一种激光器及激光器冷却系统 |
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| CN (1) | CN111884041A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114006260A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 北京热刺激光技术有限责任公司 | 激光器模块及激光器装置 |
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2020
- 2020-09-09 CN CN202010939343.XA patent/CN111884041A/zh active Pending
Cited By (1)
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