CN209056759U - 一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器，包括壳体，所述壳体内部设有控制电路板、泵浦激光器、合波器、掺铒光纤、第一光隔离器、第二光隔离器和水冷循环装置；所述水冷循环装置包括水冷块、循环水管、水冷液、蓄水箱、循环水泵、散热排管和散热风扇，所述水冷块作为吸热部件分别与控制电路板和泵浦激光器接触；所述循环水管用于连通所述水冷块、蓄水箱、循环水泵和散热排管；所述散热风扇的出风端正对壳体的通风口设置，所述散热排管设置在散热风扇抽风端；本实用新型通过水冷循环装置给设备快速降温散热，使得设备能够在高温恶劣环境下正常工作。

Description

一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器

技术领域

本实用新型属于光纤通信技术领域，具体是一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器。

背景技术

光纤放大器，特别是掺铒光纤放大器(EDFA)的出现加速了光纤通信领域的发展；EDFA自身的优点：输出功率大、噪声小、直接对光信号进行放大、无需转换成电信号、工作波长范围宽、可靠性高等，这些优点使得EDFA在光纤通信中得到广泛应用。在EDFA的使用过程中有些外界条件非常的苛刻，如高温环境；工业级别的应用要求EDFA工作的上限温度为75℃，这一要求已超出普通EDFA的工作极限。

对于传统的EDFA，一般工艺上的工作极限温度范围在60-70℃，并且当外界环境温度达到70℃时，由于内部电路发热元件和泵浦激光器向外散热，且由于壳体是密封的，使得壳体里面的空气不能与外界空气形成对流，会使得壳体内部温度上升到85℃以上，这就导致壳体内部积累了很高的热量，由于电路板上很多器件的工作温度上限为85℃，当外界环境温度达到70℃时，EDFA电路板上的器件就不能正常工作，限制了EDFA在高温下的使用。

随着全球信息产业的发展，光纤通信应用领域的广泛化，对EDFA产品的工作环境要求越来越苛刻，工业级别应用一般要求EDFA工作的上限温度为75℃，因此亟需对传统的EDFA的结构作出必要的改进，使EDFA满足高温工作环境的要求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能满足高温工作环境要求的适用于高温环境的掺铒光纤放大器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器，包括壳体，所述壳体内部设有控制电路板、泵浦激光器、合波器、掺铒光纤、第一光隔离器、第二光隔离器和水冷循环装置，所述泵浦激光器、水冷循环装置分别与所述控制电路板电连接；所述壳体表面设有光信号输入端口、光信号输出端口和通风口；所述光信号输入端口与第一光隔离器的输入端连接，所述第一光隔离器的输出端与合波器的信号端连接，所述合波器的泵浦端与泵浦激光器的输出端连接，所述合波器的公共端与掺铒光纤输入端连接，所述掺铒光纤输出端与第二光隔离器输入端连接，所述第二光隔离器的输出端与光信号输出端口连接；所述水冷循环装置的吸热部件分别与控制电路板和泵浦激光器接触。本实用新型通过所述光信号输入端口接入信号光，所述信号光通过第一光隔离器进入合波器与所述泵浦激光器产生的激光进行耦合，耦合后的光束进入掺铒光纤对信号光进行放大，放大后的信号光再进入第二光隔离器，并从所述信号光输出端口输出。

具体地，所述水冷循环装置包括水冷块、循环水管、水冷液、蓄水箱、循环水泵、散热排管和散热风扇，所述水冷块作为吸热部件分别与控制电路板和泵浦激光器接触；所述循环水管用于连通所述水冷块、蓄水箱、循环水泵和散热排管；所述散热风扇的出风端正对壳体的通风口设置，所述散热排管设置在散热风扇抽风端；所述循环水泵、散热风扇分别与所述控制电路板电连接；

进一步地，所述水冷块为中空水冷块，所述水冷块和散热排管均为铜质金属材质，其目的是加快热交换速率；所述水冷液通过循环水泵的作用，在蓄水箱、水冷块和散热排管中循环流通；

进一步地，所述水冷块分别与控制电路板和泵浦激光器接触，并通过导热胶粘接，用于加快热交换速率。

具体地，所述控制电路板和泵浦激光器上均设有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述控制电路板和泵浦激光器的温度。

具体地，所述控制电路板上设有单片机，当所述控制电路板/泵浦激光器的温度达到温度上限时，所述单片机控制循环水泵和散热风扇开始工作对壳体内部进行散热。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在掺铒光纤放大器内部设置温度传感器检测设备内部的温度，并在设备内部设置了水冷循环装置，当检测到设备内部温度达到满足设备正常工作的温度上限时，通过控制电路板控制水冷循环装置开始工作，对设备内部进行快速降温，以确保设备工作在适当的温度，从而延长了设备的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器的整体结构示意框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器，包括壳体，所述壳体内部设有控制电路板、泵浦激光器、合波器、掺铒光纤、第一光隔离器、第二光隔离器和水冷循环装置，所述泵浦激光器、水冷循环装置分别与所述控制电路板电连接；所述壳体前面板从左到右依次设有电源开关、状态指示灯、光信号输入端口和光信号输出端口；所述光信号输入端口与第一光隔离器的输入端连接，所述第一光隔离器的输出端与合波器的信号端连接，所述合波器的泵浦端与泵浦激光器的输出端连接，所述合波器的公共端与掺铒光纤输入端连接，所述掺铒光纤输出端与第二光隔离器输入端连接，所述第二光隔离器的输出端与光信号输出端口连接；所述水冷循环装置的吸热部件分别与控制电路板和泵浦激光器接触。本实用新型通过所述光信号输入端口接入信号光，所述信号光通过第一光隔离器进入合波器与所述泵浦激光器产生的激光进行耦合，耦合后的光束进入掺铒光纤对信号光进行放大，放大后的信号光再进入第二光隔离器，并从所述信号光输出端口输出。

具体地，所述水冷循环装置包括水冷块、循环水管、水冷液、蓄水箱、循环水泵、散热排管和散热风扇，所述水冷块作为吸热部件分别与控制电路板和泵浦激光器接触；所述循环水管用于连通所述水冷块、蓄水箱、循环水泵和散热排管；所述散热风扇的出风端正对壳体的通风口设置，所述散热排管设置在散热风扇抽风端；所述循环水泵、散热风扇分别与所述控制电路板电连接。

进一步地，所述水冷块为中空水冷块，所述水冷块和散热排管均为铜质金属材质，所述水冷块分别与控制电路板和泵浦激光器接触，并通过导热胶粘接，其目的是加快热交换速率；所述水冷液通过循环水泵的作用，在蓄水箱、水冷块和散热排管中循环流通；本实施例通过水冷循环散热装置给设备降温，使得设备可以在70度的环境温度下正常工作，能满足高温环境；

进一步地，所述水冷循环装置的工作原理为：所述水冷液在循环水泵的作用下，由蓄水箱流出，经过水冷块与控制电路板和泵浦激光器进行热交换，通过导热胶快速将控制电路板和泵浦激光器上的热量导入水冷液，从而对其进行降温；吸收了控制电路板和泵浦激光器热量的水冷液再流入散热排管与外界空气进行热交换，将吸收的热量释放到壳体外部，并通过散热风扇加速热交换过程；释放完热量的水冷液再回流至蓄水箱，从而实现对壳体内部的循环水冷散热。

具体地，所述控制电路板和泵浦激光器上均设有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述控制电路板和泵浦激光器的温度。

具体地，所述控制电路板上设有单片机，当所述控制电路板/泵浦激光器的温度达到温度上限时，所述单片机控制循环水泵和散热风扇开始工作对壳体内部进行散热。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器，其特征在于，包括壳体，所述壳体内部设有控制电路板、泵浦激光器、合波器、掺铒光纤、第一光隔离器、第二光隔离器和水冷循环装置，所述泵浦激光器、水冷循环装置分别与所述控制电路板电连接；所述壳体表面设有光信号输入端口、光信号输出端口和通风口；所述光信号输入端口与第一光隔离器的输入端连接，所述第一光隔离器的输出端与合波器的信号端连接，所述合波器的泵浦端与泵浦激光器的输出端连接，所述合波器的公共端与掺铒光纤输入端连接，所述掺铒光纤输出端与第二光隔离器输入端连接，所述第二光隔离器的输出端与光信号输出端口连接；所述水冷循环装置的吸热部件分别与控制电路板和泵浦激光器接触。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器，其特征在于，所述水冷循环装置包括水冷块、循环水管、水冷液、蓄水箱、循环水泵、散热排管和散热风扇，所述水冷块作为吸热部件分别与控制电路板和泵浦激光器接触；所述循环水管用于连通所述水冷块、蓄水箱、循环水泵和散热排管；所述散热风扇的出风端正对壳体的通风口设置，所述散热排管设置在散热风扇抽风端；所述循环水泵、散热风扇分别与所述控制电路板电连接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器，其特征在于，所述水冷块分别与控制电路板和泵浦激光器接触，并通过导热胶粘接。

4.根据权利要求2所述的一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器，其特征在于，所述水冷块为中空水冷块，所述水冷块和散热排管均为铜质金属材质。

5.根据权利要求1所述的一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器，其特征在于，所述控制电路板和泵浦激光器上均设有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述控制电路板和泵浦激光器的温度。

6.根据权利要求1所述的一种适用于高温环境的掺铒光纤放大器，其特征在于，所述控制电路板上设有单片机，所述单片机用于控制循环水泵和散热风扇工作。