CN203324523U - 一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构 - Google Patents

Abstract

一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，包括：夹持光纤的光纤盖板、光纤底板；其还包括热沉盖板、热沉底板；该热沉盖板、热沉底板将光纤盖板、光纤底板夹持其中，所述的光纤盖板和热沉盖板之间及光纤底板和热沉底板之间均为面接触。本实用新型利用导热能力好的片状夹具对光纤进行固定，片状夹具上有与光纤尺寸匹配的凹槽用来固定光纤，片状夹具与热沉之间采用面接触，加工方便，易于装配，同时保证了整个结构的散热能力，片状夹具靠近光纤端面的一端加工成弧形或斜角，增大了受光面积，减小了杂散光打在夹具端面上的功率密度，能有效降低激光溅射污染，能有效减少夹具的热变形。

Description

一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构

技术领域

本实用新型属于激光器件领域，具体涉及一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构。

背景技术

在很多科研和工业应用中，为了实现激光束的柔性传输以及提高光斑的均匀性，经常希望将激光耦合进光纤中，由光纤控制激光的传输，在对光纤激光器进行端面泵浦的时候，通常要经过一系列光束整形并将半导体泵浦源发出的激光耦合进光纤内，在这些应用中，重要的技术要求是设计良好的光纤夹持装置，在保证光纤机械稳定性的同时，对光纤的尾端进行良好的冷却，避免造成光纤的损伤。因此合适的冷却结构一方面要实现光纤与光纤夹具之间有一定的热传导，防止光纤温度过高，另一方面对杂散光照射在光纤夹具上产生的热量也需要进行高效率的转移，防止光纤夹具内产生过高的温度梯度带来热变形，也防止光纤夹具温度过高从而烫伤光纤，该结构的良好实现能极大提高功率激光光纤耦合装置的寿命和可靠性，促进高功率激光的广泛应用。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，可保证整个结构的稳定性和散热能力。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，包括：夹持光纤的光纤盖板、光纤底板；其还包括热沉盖板、热沉底板；该热沉盖板、热沉底板将光纤盖板、光纤底板夹持其中，所述的光纤盖板和热沉盖板之间及光纤底板和热沉底板之间均为面接触。

进一步，所述的热沉盖板、热沉底板上分别开设容置光纤盖板、光纤底板的固定凹槽。

所述的光纤盖板和热沉盖板之间及光纤底板和热沉底板之间均涂有导热胶或垫铟箔，以提高导热效率。

所述的光纤盖板和光纤底板靠近光纤端面的侧面加工成斜面或圆弧形，增加了光纤盖板和光纤底板的受光面积，减少了激光溅射污染，降低了光纤盖板和光纤底板端面的局部温度梯度。

所述的热沉盖板和热沉底板中埋设水冷通道或水冷管道，以提高导热效率。

所述的光纤盖板和光纤底板上夹持光纤的夹持面上开设夹持光纤的夹持凹槽。

本实用新型通过热沉盖板和热沉底板对光纤盖板和光纤底板进行散热。由于两者之间均为面接触，增加了散热面积，能实现较好的散热效果。使热沉盖板和热沉底板之间有良好的热接触，热沉盖板和热沉底板温度一致，冷却结构内有均匀、规则的热分布。

本实用新型具有以下优点：

1、光纤夹具与热沉之间采用面接触，结构件加工方便，装配简单，同时能保证良好的导热能力，防止光纤或光纤夹具温度过高。

2、光纤夹具靠近光纤尾端的端面加工成斜角或者弧形，增加了光纤夹具的受光面积，降低了杂光照射到光纤夹具上时的功率密度，能有效减少激光溅射污染，也能降低光纤夹具端面的热梯度，减少光纤夹具的热变形。

3、保证热沉盖板和热沉底板之间有良好的热传导，提高了光纤夹具内温度场的均匀性和对称性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图2的A-A剖视图。

具体实施方式

参见图1～图3，本实用新型的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，包括：夹持光纤的光纤盖板1、光纤底板2；其还包括热沉盖板3、热沉底板4；该热沉盖板3、热沉底板4将光纤盖板1、光纤底板2夹持其中，所述的光纤盖板1和热沉盖板3之间及光纤底板2和热沉底板4之间均为面接触。

进一步，所述的热沉盖板3、热沉底板4上分别开设容置光纤盖板1、光纤底板2的固定凹槽31、41。

所述的光纤盖板1和热沉盖板3之间及光纤底板2和热沉底板4之间均涂有导热胶或垫铟箔。

所述的光纤盖板1和光纤底板2靠近光纤端面的侧面11、21加工成斜面或圆弧面，增加了光纤盖板1和光纤底板2的受光面积，减少了激光溅射污染，降低了光纤盖板1和光纤底板2端面的局部温度梯度。

所述的热沉盖板3和热沉底板4中埋设水冷通道或水冷管道。

所述的光纤盖板1和光纤底板2上夹持光纤的夹持面上开设夹持光纤的夹持凹槽12、22。

参见图2、图3，本实用新型所述的光纤盖板1和光纤底板2上分别加工有三角形的夹持凹槽12、22，装夹光纤时共同构成菱形的光纤安装槽。

本实施例中光纤盖板1和光纤底板2夹持面的夹持凹槽采用了三角形，也可采用方形或半圆形的截面。

光纤盖板1和光纤底板2采用紫铜材料以保证导热能力，但并不局限于该材料，也可采用其他导热能力较好的材料。

热沉盖板3和热沉底板4采用了硬铝材料但不局限于该材料，光纤盖板1和热沉盖板3之间为面接触，两个面之间可以涂导热胶或垫铟箔改善热接触，光纤底板2和热沉底板4之间为面接触，两个面之间可以涂导热胶或垫铟萡改善热接触。该较佳实施例中热沉盖板3和热沉底板4通过较好的加工精度以及垫铟萡的方法实现较好的物理接触和热传导，但并不局限于采用物理接触的方法实现热传导，也可以通过水冷通道实现热传导。

在本实施例中，光纤盖板1和光纤底板2靠近光纤尾端的端面加工成弧形以提高光纤盖板1和光纤底板2的受光面积以降低杂光达到光纤盖板1和光纤底板2时的功率密度，避免激光溅射污染，减少光纤盖板1和光纤底板2端面的温度梯度，减轻热变形带来的影响。为增加光纤盖板1和光纤底板2的受光面积，光纤盖板1和光纤底板2靠近光纤尾端的端面并不局限于加工成弧形，也可以加工成斜角或阶梯型。

综上所述，本实用新型利用导热能力好的片状夹具对光纤进行固定，片状夹具上有与光纤尺寸匹配的凹槽用来固定光纤，片状夹具与热沉之间采用面接触，保证了整个结构的散热能力。

Claims (12)

1.一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，包括：夹持光纤的光纤盖板、光纤底板；其特征在于，还包括热沉盖板、热沉底板；该热沉盖板、热沉底板将光纤盖板、光纤底板夹持其中，所述的光纤盖板和热沉盖板之间及光纤底板和热沉底板之间均为面接触。 

2.如权利要求1所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的热沉盖板、热沉底板上分别开设容置光纤盖板、光纤底板的固定凹槽。 

3.如权利要求1或2所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的光纤盖板和热沉盖板之间及光纤底板和热沉底板之间均涂有导热胶或垫铟箔。 

4.如权利要求1或2所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的光纤盖板和光纤底板靠近光纤端面的侧面加工成斜面或圆弧面。 

5.如权利要求3所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的光纤盖板和光纤底板靠近光纤端面的侧面加工成斜面或圆弧面。 

6.如权利要求1或2所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的热沉盖板和热沉底板中埋设水冷通道。 

7.如权利要求3所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的热沉盖板和热沉底板中埋设水冷通道。 

8.如权利要求1或2所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的热沉盖板和热沉底板中埋设水冷管道。 

9.如权利要求3所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的热沉盖板和热沉底板中埋设水冷管道。 

10.如权利要求1或2所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的光纤盖板和光纤底板上夹持光纤的夹持面上开设夹持光纤的夹持凹槽。 

11.如权利要求3所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的光纤盖板和光纤底板上夹持光纤的夹持面上开设夹持光 纤的夹持凹槽。 

12.如权利要求4所述的应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构，其特征在于，所述的光纤盖板和光纤底板上夹持光纤的夹持面上开设夹持光纤的夹持凹槽。 

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