CN217882279U - 光纤耦合激光模块 - Google Patents

Abstract

本申请涉及激光器，尤其涉及一种光纤耦合激光模块，包括外密封壳体、制冷单元、激光单元、透镜和光纤；所述制冷单元设置于所述外密封壳体内；所述透镜设置于所述支撑组件上且靠近所述激光单元的发射端；所述光纤穿过所述外密封壳体，用于接收和传输经所述透镜折射的激光，还包括支撑组件，所述支撑组件设置在所述制冷单元上；所述激光单元设置在所述支撑组件上。本申请中的支撑组件具有抗变形能力，能够对光纤与激光单元进行保护，规避了光纤与激光单元的变形，从而保证了光束准直性，提高了耦合效率。

Description

光纤耦合激光模块

技术领域

本申请涉及激光器，尤其是涉及一种光纤耦合激光模块。

背景技术

光纤激光器作为光源在光通信的领域内目前已经得到广泛应用，随着大功率光纤激光器的出现，光纤激光器的应用正向着生物医疗、激光加工、激光雷达、激光成像和激光防伪等领域迅速扩展。

光纤激光器器件在工作过程中会产生大量的热量，如果不能采取有效的散热方式，热量则会在激光器的各部位产生积累，激光器外壳受激光器工作时产生的热量的影响而产生热胀冷缩现象，从而影响光纤透镜与激光二极管的光束准直性，导致从光纤输出的激光功率产生变化，从而影响激光器的性能。因此为了确保光纤激光器安全稳定运行，需要对光纤激光器器件采取有效的散热方法。

现有的光纤激光器的散热方式主要有两种：风冷和热电制冷器(TEC)。采用风冷的散热方式时，散热风扇随着光纤激光器的启动而启动，即使使用环境温度较低，散热风扇依旧开启，控制灵活性较差，散热不均匀。而热电制冷器具有精确控温的优点，具有风冷所不具备的优势。但是，热电制冷器的一面为冷面，另一面为热面，在工作时，冷面制冷会收缩，热面发热会膨胀，由此促使热电制冷器两端上翘，产生翘曲变形现象。

而上述翘曲变形现象会导致安装在固定板上光纤与激光二极管变形，影响耦合效率，因此针对翘曲变形现象而带来的问题亟待解决。

实用新型内容

为了解决热电制冷器工作时产生的翘曲变形导致激光单元和光纤的变形，本申请提供一种光纤耦合激光模块。

本申请提供的一种光纤耦合激光模块,采用如下的技术方案：

一种光纤耦合激光模块，包括外密封壳体、制冷单元、激光单元、透镜和光纤；所述制冷单元设置于所述外密封壳体内；所述透镜设置于所述支撑组件上且靠近所述激光单元的发射端；所述光纤穿过所述外密封壳体，用于接收和传输经所述透镜折射的激光，还包括支撑组件，所述支撑组件设置在所述制冷单元上；所述激光单元设置在所述支撑组件上。

优选的，所述支撑组件包括垫片和固定板，所述垫片连接于所述制冷单元的上表面，所述固定板连接在所述垫片上，所述激光单元设置在所述固定板上。

优选的，所述垫片的长度短于所述固定板的长度。

优选的，所述激光单元位于所述垫片的正上方，所述垫片的投影面积与所述激光单元的投影面积相等。

优选的，所述外密封壳体包括底板、侧板和盖板，所述制冷单元连接在所述底板上，所述外密封壳体内的各个元器件与所述外密封壳体的所述侧板和所述盖板之间具有间隔，该间隔组成的区域为辅助散热区域。

优选的，所述制冷单元与所述底板之间设置有焊锡片，所述制冷单元与所述底板通过所述焊锡片焊接固定。

优选的，所述光纤伸入所述外密封壳体内的一端位于所述固定板上方，所述光纤与所述固定板之间设置有支撑点。

综上所述，本申请具有以下有益技术效果：制冷单元在工作过程中会产生翘曲变形现象，而设置在制冷单元上的支撑组件具有抗变形能力，能够对光纤与激光单元进行保护，规避了光纤与激光单元的变形，从而保证了光束准直性，提高了耦合效率。

附图说明

图1是本申请用于体现光纤耦合激光模块的示意图。

附图标记说明：1、外密封壳体；101、底板；102、侧板；103、盖板；2、制冷单元；3、支撑组件；301、固定板；302、垫片；4、激光单元；5、透镜；6、光纤；601、支撑点；7、焊锡片；8、散热间隙；9、辅助散热区域。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

为了解决热电制冷器工作时产生的翘曲变形导致激光单元和光纤的变形，本申请实施例公开一种光纤耦合激光模块。

参照图1，光纤耦合激光模块包括外密封壳体1、制冷单元2、支撑组件3、激光单元4、透镜5和光纤6。

参照图1，外密封壳体1包括底板101、侧板102和盖板103，侧板102固定连接在底板101上，盖板103通过螺栓连接在侧板102上，底板101、侧板102和盖板103共同围成一个密闭密封的空间。

参照图1，制冷单元2、支撑组件3、激光单元4和透镜5设置于外密封壳体1内。支撑组件3设置在制冷单元2上，激光单元4设置在支撑组件3上，透镜5设置于支撑组件3上且靠近激光单元4的发射端，透镜5用于折射来自于激光单元4的激光。光纤6用于接收和传输经透镜5折射的激光，光纤6穿过侧板102，在侧板102的外侧壁上连通有用于引导光纤6的套管。

参照图1，制冷单元2为热电制冷器，热电制冷器具有体积小、控温精确的优点。热电制冷器的一面为冷面，另一面为热面。热面与底板101之间设置有焊锡片7，热电制冷器与底板101之间通过焊锡片7焊接固定。焊锡片7具有较高的平整度，以此使得焊接固定后的热电制冷器具有较高的平整度。

参照图1，支撑组件3包括垫片302和固定板301，垫片302固定连接在热电制冷器的冷面上，固定板301固定连接在垫片302上，激光单元4固定连接在固定板301上，透镜5通过透镜5支架固定在固定板301上。

参照图1，激光单元4位于垫片302的正上方，垫片302垂直方向上的投影面积与激光单元4垂直方向上的投影面积相等。垫片302的长度短于固定板301的长度，同时，垫片302的长度短于热电制冷器冷面的长度，以此使得固定板301和热电制冷器的冷面之间具有一段散热间隙8。

激光单元4工作时产生的热量一方面经过固定板301和垫片302传导至热电制冷器的冷面上，另一方面通过散热间隙8传导至热电制冷器的冷面上。垫片302的设置降低了热电制冷器对足激光单元4的散热效率，而设置的散热间隙8能够对散热效率进行补偿，以此保证热电制冷器的吸热效率满足激光单元4的散热需求。

参照图1，另外，为了进一步提高散热效率，外密封壳体1内的各个元器件与外密封壳体1的侧板102和盖板103之间具有间隔，该间隔组成的区域为辅助散热区域9。激光单元4产生的热量除了通过热电制冷器发散外，还会发到至辅助散热区域9内，位于辅助散热区域9内的热量能够通过底板101、侧板102和盖板103的导热性能导出外密封壳体1。

参照图1，光纤6伸入壳体内的一端位于固定板301上方，光纤6与固定板301之间设置有支撑点601，该支撑点601为锡焊点。支撑点601一方面能够将光纤6固定在固定板301上，另一方面能够对光纤6进行支撑，以固定光纤6的位置。

垫片302由抗变形能力较强的材料制成，该材料为铁、镍、铌、锆、钛、铁合金、镍合金、铌合金、锆合金、钛合金、CuW和陶瓷以及硅基材料中的一种或多种的组合。优选的，选用CuW和陶瓷以及硅基材料中的一种或多种的组合。

热电制冷器在工作过程中，冷面制冷会收缩，热面发热会膨胀，导致TEC 两端向上翘，由此会产生翘曲变形现象，该变形会促使安装在固定板301上光纤6与激光单元4变形，影响耦合效率。而垫片302具有抗变形能力，因此能够对光纤6与激光单元4进行保护，规避了光纤6与激光单元4的变形，从而保证了光束准直性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光纤耦合激光模块，包括外密封壳体(1)、制冷单元(2)、激光单元(4)、透镜(5)和光纤(6)；所述制冷单元(2)设置于所述外密封壳体(1)内；所述透镜(5)设置于支撑组件(3)上且靠近所述激光单元(4)的发射端；所述光纤(6)穿过所述外密封壳体(1)，用于接收和传输经所述透镜(5)折射的激光，其特征在于：还包括具有抗变形能力的支撑组件(3)，所述支撑组件(3)设置在所述制冷单元(2)上；所述激光单元(4)设置在所述支撑组件(3)上。

2.根据权利要求1所述的光纤耦合激光模块，其特征在于：所述支撑组件(3)包括固定板(301)和具有抗变形能力的垫片(302)，所述垫片(302)连接于所述制冷单元(2)的上表面，所述固定板(301)连接在所述垫片(302)上，所述激光单元(4)设置在所述固定板(301)上。

3.根据权利要求2所述的光纤耦合激光模块，其特征在于：所述垫片(302)的长度短于所述固定板(301)的长度。

4.根据权利要求2所述的光纤耦合激光模块，其特征在于：所述激光单元(4)位于所述垫片(302)的正上方，所述垫片(302)的投影面积与所述激光单元(4)的投影面积相等。

5.根据权利要求1所述的光纤耦合激光模块，其特征在于：所述外密封壳体(1)包括底板(101)、侧板(102)和盖板(103)，所述制冷单元(2)连接在所述底板(101)上，所述外密封壳体(1)内的各个元器件与所述外密封壳体(1)的所述侧板(102)和所述盖板(103)之间具有间隔，该间隔组成的区域为辅助散热区域(9)。

6.根据权利要求5所述的光纤耦合激光模块，其特征在于：所述制冷单元(2)与所述底板(101)之间设置有焊锡片(7)，所述制冷单元(2)与所述底板(101)通过所述焊锡片(7)焊接固定。

7.根据权利要求2所述的光纤耦合激光模块，其特征在于：所述光纤(6)伸入所述外密封壳体(1)内的一端位于所述固定板(301)上方，所述光纤(6)与所述固定板(301)之间设置有支撑点(601)。

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