JP5308175B2 - Optical fiber cooling equipment - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバケーブルを用いてレーザ光の発振、増幅等を行う光ファイバレーザ装置の使用時に発熱しやすい光ファイバケーブルの端部を効果的に冷却することができる光ファイバ冷却装置に関する。   The present invention relates to an optical fiber cooling apparatus capable of effectively cooling an end portion of an optical fiber cable that is likely to generate heat when using an optical fiber laser apparatus that oscillates and amplifies laser light using an optical fiber cable.

レーザ光の媒体として光ファイバケーブルを用いたレーザ装置、いわゆる光ファイバレーザ装置が多々開発されている。光ファイバレーザ装置は、光ファイバケーブルのコアに添加された希土類イオン等のレーザ媒質に対して、半導体レーザ等の励起光源から励起光を入光させることにより、レーザ光を発振させる、あるいは増幅させる装置である。   Many laser apparatuses using optical fiber cables as laser light media, so-called optical fiber laser apparatuses, have been developed. An optical fiber laser device oscillates or amplifies laser light by entering pumping light from a pumping light source such as a semiconductor laser into a laser medium such as a rare earth ion added to the core of an optical fiber cable. Device.

光ファイバケーブルの両端には、一般的な固体レーザと同じく、反射ミラーと出力ミラーとが配置されており、各ミラーと光ファイバケーブルの端面との間には、ミラーからの光を光ファイバケーブル内に確実に誘導するためのレンズが配置されている。   Like ordinary solid-state lasers, reflection mirrors and output mirrors are arranged at both ends of the optical fiber cable. Between each mirror and the end face of the optical fiber cable, light from the mirror is sent to the optical fiber cable. A lens for reliably guiding the lens is disposed inside.

ところで、光ファイバレーザ装置では、レーザ光の発振等により光ファイバケーブルの温度が上昇し、特に光ファイバケーブルの端面は発熱しやすく、熱損傷が生じる可能性も高い。したがって、いかに光ファイバケーブルを冷却するかは、安定したレーザ特性、増幅特性等を発揮するための重要な課題の1つである。   By the way, in the optical fiber laser device, the temperature of the optical fiber cable rises due to the oscillation of the laser light, etc. Especially, the end face of the optical fiber cable tends to generate heat, and there is a high possibility that thermal damage will occur. Therefore, how to cool the optical fiber cable is one of the important issues for exhibiting stable laser characteristics, amplification characteristics, and the like.

斯かる課題を解決するために、例えば特許文献1では、熱伝導性グリースが充填された熱伝導性の高い金属板にて巻き回された光ファイバを挟んで保持する光ファイバ放熱装置が開示されている。光ファイバが熱伝導性が高い材料で覆われることにより、室温付近で一定となるよう簡易な温度制御を行うことができる。   In order to solve such a problem, for example, Patent Document 1 discloses an optical fiber heat dissipation device that holds an optical fiber wound around a highly thermally conductive metal plate filled with a thermal conductive grease. ing. By covering the optical fiber with a material having high thermal conductivity, simple temperature control can be performed so that the optical fiber becomes constant near room temperature.

一方、特許文献2では、光ファイバを配置してある金属筐体の内部を疎水性液体又は樹脂で充填してある光ファイバ放熱装置が開示されている。光コネクタごと光ファイバが疎水性液体又は樹脂中に浸漬しており、防湿性を高めるとともに簡易な温度制御を行うことができる。   On the other hand, Patent Document 2 discloses an optical fiber heat dissipation device in which the inside of a metal housing in which an optical fiber is disposed is filled with a hydrophobic liquid or resin. The optical fiber is immersed in a hydrophobic liquid or resin together with the optical connector, so that moisture resistance can be improved and simple temperature control can be performed.

特開2001−274489号公報JP 2001-274489 A 特開2004−214325号公報JP 2004-214325 A

しかし、特許文献1では、発熱しやすい光ファイバケーブルの端面はグリースで覆われておらず、熱損傷の生じる可能性を低減することができない。一方、特許文献2では、発熱しやすい光ファイバケーブルの端面もコネクタごと疎水性液体又は樹脂中に浸漬させることで熱損傷の生じる可能性を低減することはできる。しかし、光ファイバケーブルの端面がコネクタで覆われていること、及び充填してある疎水性液体又は樹脂には、熱対流以外に流れを生じさせる手段が無いことから、光ファイバケーブルの端面が発熱し、コネクタ、疎水性液体又は樹脂の温度が上昇した場合には、放熱効果が低減し、光ファイバケーブルの端面の温度制御が困難になるという問題点が残されていた。   However, in Patent Document 1, the end face of an optical fiber cable that easily generates heat is not covered with grease, and the possibility of thermal damage cannot be reduced. On the other hand, in Patent Document 2, the possibility of thermal damage can be reduced by immersing the end face of an optical fiber cable that easily generates heat into a hydrophobic liquid or resin together with the connector. However, since the end face of the optical fiber cable is covered with a connector, and the filled hydrophobic liquid or resin has no means for generating a flow other than thermal convection, the end face of the optical fiber cable generates heat. However, when the temperature of the connector, the hydrophobic liquid, or the resin is increased, the heat radiation effect is reduced, and the temperature control of the end face of the optical fiber cable becomes difficult.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、光ファイバケーブルの端面の発熱を効果的に抑制することができる光ファイバ冷却装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the optical fiber cooling device which can suppress the heat_generation | fever of the end surface of an optical fiber cable effectively.

上記目的を達成するために第1発明に係る光ファイバ冷却装置は、冷媒が充填されている冷媒槽と、冷媒に浸漬された光ファイバケーブルとを備え、光ファイバケーブルを冷却する光ファイバ冷却装置において、前記光ファイバケーブルの両端を支持する第一のファイバ支持部及び第二のファイバ支持部を有し、前記冷媒槽の励起光の入光部分に第一の窓板を設け、前記光ファイバケーブルの一端を支持する前記第一のファイバ支持部にて前記光ファイバケーブルの一端を前記第一の窓板に密着させ、前記冷媒槽の出光部分に第二の窓板を設け、前記光ファイバケーブルの他端を支持する前記第二のファイバ支持部にて前記光ファイバケーブルの他端を前記第二の窓板に密着させ、前記光ファイバケーブルの一端及び他端は略半球面状をなしており、前記第一のファイバ支持部及び前記第二のファイバ支持部は、前記光ファイバケーブルの一端及び他端をそれぞれ前記第一の窓板及び前記第二の窓板に圧着させる圧着部を備え、前記光ファイバケーブルはコアおよびクラッドを有し、前記光ファイバケーブルの一端及び他端のコアがそれぞれ前記第一の窓板及び前記第二の窓板に圧着され、前記光ファイバケーブルの一端及び他端のクラッドが前記冷媒に覆われていることを特徴とする。



In order to achieve the above object, an optical fiber cooling apparatus according to a first aspect of the present invention includes an optical fiber cable that includes a refrigerant tank filled with a refrigerant and an optical fiber cable immersed in the refrigerant, and cools the optical fiber cable. The first optical fiber cable includes a first fiber support portion and a second fiber support portion that support both ends of the optical fiber cable. One end of the optical fiber cable is brought into close contact with the first window plate at the first fiber support portion that supports one end of the cable, and a second window plate is provided at a light output portion of the refrigerant tank, and the optical fiber The other end of the optical fiber cable is brought into close contact with the second window plate at the second fiber support portion supporting the other end of the cable, and the one end and the other end of the optical fiber cable are substantially hemispherical. Cage, wherein the first fiber support portion and the second fiber support portion is provided with a crimping portion for crimping the one end and the other end of the optical fiber cable to each of the first aperture plate and the second window pane The optical fiber cable has a core and a clad, and one end and the other end of the optical fiber cable are crimped to the first window plate and the second window plate, respectively, and one end of the optical fiber cable and clad of the other end is characterized that you have been covered with the refrigerant.



第1発明では、光ファイバケーブルの両端を支持する第一のファイバ支持部及び第二のファイバ支持部を有しており、冷媒槽の励起光の入光部分に第一の窓板を設け、出光部分に第二の窓板を設けている。光ファイバケーブルの一端を支持する第一のファイバ支持部にて光ファイバケーブルの一端を第一の窓板に密着させ、光ファイバケーブルの他端を支持する第二のファイバ支持部にて光ファイバケーブルの他端を第二の窓板に密着させている。光ファイバケーブルの一端及び他端は略半球面状をなしており、第一のファイバ支持部及び第二のファイバ支持部は、光ファイバケーブルの一端及び他端をそれぞれ第一の窓板及び第二の窓板に圧着させる圧着部を備える。光ファイバケーブルは、端部も含めて全体が冷媒槽の中に浸漬されていることから、レーザ光の発振等による光ファイバケーブルの発熱を抑制することができる。また、光ファイバケーブルの端部が略半球面状をなしていることから、窓板に圧着させられた場合であっても、冷媒が端面の直近まで浸入するとともに、窓板を通じた間接冷却効果も期待することができ、光ファイバケーブルの端面における発熱も効果的に抑制することが可能となる。   In the first invention, it has a first fiber support portion and a second fiber support portion that support both ends of the optical fiber cable, and a first window plate is provided in the incident light incident portion of the refrigerant tank, A second window plate is provided at the light exit portion. One end of the optical fiber cable is brought into close contact with the first window plate at the first fiber support portion that supports one end of the optical fiber cable, and the optical fiber at the second fiber support portion that supports the other end of the optical fiber cable. The other end of the cable is in close contact with the second window plate. One end and the other end of the optical fiber cable are substantially hemispherical, and the first fiber support portion and the second fiber support portion are connected to the first window plate and the second fiber support portion, respectively. A crimping part for crimping the second window plate is provided. Since the entire optical fiber cable including the end portion is immersed in the refrigerant tank, heat generation of the optical fiber cable due to laser light oscillation or the like can be suppressed. In addition, since the end of the optical fiber cable has a substantially hemispherical shape, even if it is pressure-bonded to the window plate, the refrigerant penetrates to the immediate vicinity of the end surface and the indirect cooling effect through the window plate. Therefore, heat generation at the end face of the optical fiber cable can be effectively suppressed.

また、第2発明に係る光ファイバ冷却装置は、第1発明において、前記冷媒槽は、前記光ファイバケーブルの一端及び他端の近傍へ冷媒を供給する供給路と、前記光ファイバケーブルの一端及び他端と反対側に供給された冷媒を回収する回収路とを備えることを特徴とする。   The optical fiber cooling device according to a second aspect of the present invention is the optical fiber cooling device according to the first aspect, wherein the refrigerant tank is configured to supply a refrigerant to the vicinity of one end and the other end of the optical fiber cable, one end of the optical fiber cable, And a recovery path for recovering the refrigerant supplied to the opposite side to the other end.

第2発明では、冷媒槽は、光ファイバケーブルの一端及び他端の近傍へ冷媒を供給する供給路と、光ファイバケーブルの一端及び他端と反対側に供給された冷媒を回収する回収路とを備えることにより、冷媒が供給路から回収路へと流れ、冷媒槽内部を移動する。したがって、冷媒が熱量を吸収して温かくなった場合、例えば外部に設けてあるチラー等により再度冷媒を冷却して冷媒槽へ流し込むことで、冷媒槽の中の温度を低温に維持することができ、光ファイバケーブル及びその端面の冷却効果を高めることが可能となる。   In the second invention, the refrigerant tank includes a supply path for supplying the refrigerant to the vicinity of one end and the other end of the optical fiber cable, and a recovery path for recovering the refrigerant supplied to the side opposite to the one end and the other end of the optical fiber cable. The refrigerant flows from the supply path to the recovery path and moves inside the refrigerant tank. Therefore, when the refrigerant becomes warm due to absorption of heat, the temperature in the refrigerant tank can be maintained at a low temperature by cooling the refrigerant again by, for example, a chiller provided outside and flowing it into the refrigerant tank. The cooling effect of the optical fiber cable and its end face can be enhanced.

また、第3発明に係る光ファイバ冷却装置は、第1又は第2発明において、前記供給路は、前記光ファイバケーブルの一端及び他端へ冷媒が直接供給される方向に向かって形成されていることを特徴とする。   In the optical fiber cooling device according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the supply path is formed in a direction in which the refrigerant is directly supplied to one end and the other end of the optical fiber cable. It is characterized by that.

第3発明では、供給路は、光ファイバケーブルの一端及び他端へ冷媒が直接供給される方向に向かって形成されていることにより、外部のチラー等で冷却された冷媒を発熱の度合いが高い光ファイバケーブルの端部へ直接的に流し込むことができ、冷却効果をより高めることが可能となる。   In the third invention, the supply path is formed in a direction in which the refrigerant is directly supplied to one end and the other end of the optical fiber cable, so that the refrigerant cooled by an external chiller or the like has a high degree of heat generation. It can be poured directly into the end of the optical fiber cable, and the cooling effect can be further enhanced.

上記構成により、光ファイバケーブルは、端部も含めて全体が冷媒槽の中に浸漬されていることから、レーザ光の発振等による光ファイバケーブルの発熱を抑制することができる。また、光ファイバケーブルの端部が略半球面状をなしていることから、窓板に圧着させられた場合であっても、冷媒が端面の直近まで浸入するとともに、窓板を通じた間接冷却効果も期待することができ、光ファイバケーブルの端面における発熱も効果的に抑制することが可能となる。   With the above configuration, since the entire optical fiber cable including the end portion is immersed in the refrigerant tank, heat generation of the optical fiber cable due to laser light oscillation or the like can be suppressed. In addition, since the end of the optical fiber cable has a substantially hemispherical shape, even if it is pressure-bonded to the window plate, the refrigerant penetrates to the immediate vicinity of the end surface and the indirect cooling effect through the window plate. Therefore, heat generation at the end face of the optical fiber cable can be effectively suppressed.

本発明の実施の形態に係る光ファイバ冷却装置の構成を示す平面模式図である。It is a plane schematic diagram which shows the structure of the optical fiber cooling device which concerns on embodiment of this invention. 光ファイバケーブルの長手方向に直交する面での断面図及び斜視図である。It is sectional drawing and the perspective view in the surface orthogonal to the longitudinal direction of an optical fiber cable. 本発明の実施の形態に係る光ファイバ冷却装置のホルダの構成を示す部分平面図及びA−A断面図である。It is the fragmentary top view and AA sectional view which show the structure of the holder of the optical fiber cooling device which concerns on embodiment of this invention. 光ファイバケーブルの端面と窓板との関係を示す光ファイバケーブルの長手方向に直交する面での断面図である。It is sectional drawing in the surface orthogonal to the longitudinal direction of the optical fiber cable which shows the relationship between the end surface of an optical fiber cable, and a window board. 本発明の他の実施の形態に係る光ファイバ冷却装置の供給路の構成を示す部分平面図である。It is a fragmentary top view which shows the structure of the supply path of the optical fiber cooling device which concerns on other embodiment of this invention.

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ冷却装置の構成を示す平面模式図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of an optical fiber cooling device according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の実施の形態に係る光ファイバ冷却装置1は、筒状のボビン(筒体)11を冷媒槽2の内部に備えている。ボビン11は、アルミ、銅等の熱伝導率が高い材料で構成されることが好ましい。ボビン11の周壁部に巻き回す光ファイバケーブル12の冷却効果を高めるためである。冷媒槽2には、冷媒が充填されている。冷媒としては、水分による光ファイバケーブルの劣化を防止するため、フロリナート等の疎水性の流体が用いられる。   As shown in FIG. 1, an optical fiber cooling device 1 according to an embodiment of the present invention includes a cylindrical bobbin (tubular body) 11 inside a refrigerant tank 2. The bobbin 11 is preferably made of a material having high thermal conductivity such as aluminum or copper. This is because the cooling effect of the optical fiber cable 12 wound around the peripheral wall portion of the bobbin 11 is enhanced. The refrigerant tank 2 is filled with a refrigerant. As the refrigerant, a hydrophobic fluid such as fluorinate is used in order to prevent deterioration of the optical fiber cable due to moisture.

ボビン11の周壁部には、光ファイバケーブル12が巻き回してあり、光ファイバケーブル12の両端には、光ファイバケーブル12を支持するホルダ(支持部)13、14が配設されている。ホルダ13は、光ファイバケーブル12の励起側のホルダ(第一のファイバ支持部)であり、光ファイバケーブル12の端面を第一の窓板3に圧着している。励起光源131から発せられた励起光は、レンズ132、133を経由して集約され、第一の窓板3を介して光ファイバケーブル12の励起側の端部へ集約される。   An optical fiber cable 12 is wound around the peripheral wall portion of the bobbin 11, and holders (support portions) 13 and 14 for supporting the optical fiber cable 12 are disposed at both ends of the optical fiber cable 12. The holder 13 is a holder (first fiber support portion) on the excitation side of the optical fiber cable 12, and the end face of the optical fiber cable 12 is crimped to the first window plate 3. Excitation light emitted from the excitation light source 131 is aggregated via the lenses 132 and 133 and is aggregated to the excitation-side end portion of the optical fiber cable 12 via the first window plate 3.

ホルダ14は、光ファイバケーブル12の終端側のホルダ(第二のファイバ支持部)であり、光ファイバケーブル12の端面を第一の窓板3に圧着している。光ファイバケーブル12の終端側から放出されたレーザ光は、第二の窓板4を介してレンズ141へ入光してミラー142で全反射し、レンズ141にて集約され、再度第二の窓板4を介して光ファイバケーブル12の終端側から励起側へと戻る。終端側のミラー142にて反射されたレーザ光は、光ファイバケーブル12内を透過し、第一の窓板3を介してレンズ133へ入光してダイクロイックミラー134へ誘導される。   The holder 14 is a holder (second fiber support portion) on the terminal end side of the optical fiber cable 12, and presses the end face of the optical fiber cable 12 to the first window plate 3. The laser light emitted from the terminal side of the optical fiber cable 12 enters the lens 141 through the second window plate 4, is totally reflected by the mirror 142, is collected by the lens 141, and is again collected by the second window. It returns from the terminal end side of the optical fiber cable 12 to the excitation side via the plate 4. The laser beam reflected by the terminal-side mirror 142 passes through the optical fiber cable 12, enters the lens 133 through the first window plate 3, and is guided to the dichroic mirror 134.

ダイクロイックミラー134は、励起光源131からの励起光は透過するが、光ファイバケーブル12の終端側のミラー142にて反射されたレーザ光は透過することなく反射する。ダイクロイックミラー134で反射したレーザ光を出力として、種々の目的に使用する。   The dichroic mirror 134 transmits the excitation light from the excitation light source 131, but reflects the laser light reflected by the mirror 142 on the end side of the optical fiber cable 12 without transmitting. The laser beam reflected by the dichroic mirror 134 is used as an output for various purposes.

図2は、光ファイバケーブル12の長手方向に直交する面での断面図及び斜視図である。図2(a)及び(b)に示すように、光ファイバケーブル12は、コア121とクラッド122とで構成されている。コア121内には、希土類イオン等のレーザ媒質が添加されている。コア121に添加されたレーザ媒質は、励起光源131から発せられた励起光により励起され、レーザ光を出力する。出力するレーザ光のレベルに応じて励起光源131の数は調整すれば良い。   FIG. 2 is a cross-sectional view and a perspective view of a plane orthogonal to the longitudinal direction of the optical fiber cable 12. As shown in FIGS. 2A and 2B, the optical fiber cable 12 is composed of a core 121 and a clad 122. In the core 121, a laser medium such as rare earth ions is added. The laser medium added to the core 121 is excited by excitation light emitted from the excitation light source 131 and outputs laser light. The number of excitation light sources 131 may be adjusted according to the level of laser light to be output.

図1に戻って、ホルダ13、14を挿入して光ファイバケーブル12を第一の窓板3又は第二の窓板4まで誘導する誘導路15、16が冷媒槽2に形成してあり、光ファイバケーブル12の端面は、第一の窓板3又は第二の窓板4に圧着される。すなわち、ホルダ13、14は圧着部として機能する。図3は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ冷却装置1のホルダ13(14)の構成を示す部分平面図及びA−A断面図である。図3(a)は、本実施の形態に係る光ファイバ冷却装置1のホルダ13の構成を示す部分平面図であり、図3(b)は図3(a)示すホルダ13のA−A断面図である。ホルダ14は、図面に向かって左右が逆転すると考えればよい。   Returning to FIG. 1, guide paths 15 and 16 for inserting the holders 13 and 14 to guide the optical fiber cable 12 to the first window plate 3 or the second window plate 4 are formed in the refrigerant tank 2. The end face of the optical fiber cable 12 is crimped to the first window plate 3 or the second window plate 4. That is, the holders 13 and 14 function as a crimping part. FIG. 3 is a partial plan view and AA cross-sectional view showing the configuration of the holder 13 (14) of the optical fiber cooling device 1 according to the embodiment of the present invention. Fig.3 (a) is a fragmentary top view which shows the structure of the holder 13 of the optical fiber cooling device 1 which concerns on this Embodiment, FIG.3 (b) is AA cross section of the holder 13 shown to Fig.3 (a). FIG. What is necessary is just to think that the holder 14 turns right and left toward drawing.

図3(a)に示すように、ホルダ13は、中心部を光ファイバケーブル12が貫通し、第一ホルダ135と、第二ホルダ136と、第一ホルダ135と第二ホルダ136との間に挟持してある付勢部材(バネ)137とで構成されている。光ファイバケーブル12の端部近傍は、第一ホルダ135のファイバホルダ1351及びファイバ押さえ1352でネジ止めされて固着されている。第一ホルダ135の押さえ部材1353は、ファイバホルダ1351を、光ファイバケーブル12の長手方向に摺動することが可能となるように冷媒槽2へネジ止めしている。一方、第二ホルダ136の押さえ部材1362は、ファイバホルダ1361を冷媒槽2へネジ止めして固着しているが、光ファイバケーブル12は長手方向に摺動することが可能となっており固着されてはいない。   As shown in FIG. 3 (a), the holder 13 has the optical fiber cable 12 passing through the center, and the first holder 135, the second holder 136, and the first holder 135 and the second holder 136. It is comprised with the biasing member (spring) 137 clamped. The vicinity of the end of the optical fiber cable 12 is fixed by screwing with a fiber holder 1351 and a fiber holder 1352 of the first holder 135. The holding member 1353 of the first holder 135 is screwed to the refrigerant tank 2 so that the fiber holder 1351 can slide in the longitudinal direction of the optical fiber cable 12. On the other hand, the pressing member 1362 of the second holder 136 is fixed by screwing the fiber holder 1361 to the refrigerant tank 2, but the optical fiber cable 12 can be slid in the longitudinal direction and fixed. Not.

したがって、付勢部材(バネ)137の付勢力により、ファイバホルダ1351が第一の窓板3側へ付勢され、光ファイバケーブル12の端面が第一の窓板3に密着する。図4は、光ファイバケーブル12の端面と第一の窓板3との関係を示す光ファイバケーブル12の長手方向に直交する面での断面図である。   Therefore, the fiber holder 1351 is urged toward the first window plate 3 by the urging force of the urging member (spring) 137, and the end face of the optical fiber cable 12 is in close contact with the first window plate 3. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the longitudinal direction of the optical fiber cable 12 showing the relationship between the end face of the optical fiber cable 12 and the first window plate 3.

図4に示すように、光ファイバケーブル12の端面は略球面状をなしており、コア121のみが第一の窓板3に接触するようになっている。したがって、冷媒はコア121の近傍まで回りこみ、クラッド122を覆うように供給されるので、特に発熱の度合いが高い光ファイバケーブル12の端部をより効果的に冷却することができる。光ファイバケーブル12の端面と第二の窓板4との関係も同様である。   As shown in FIG. 4, the end surface of the optical fiber cable 12 has a substantially spherical shape, and only the core 121 is in contact with the first window plate 3. Therefore, since the coolant is supplied to cover the clad 122 around the core 121, the end portion of the optical fiber cable 12 having a particularly high degree of heat generation can be cooled more effectively. The relationship between the end face of the optical fiber cable 12 and the second window plate 4 is the same.

図1に戻って、誘導路15、16には、それぞれ冷媒を供給する供給路17、18が連結されており、誘導路15、16が設けられている冷媒槽2の反対側の面には、冷媒を回収する回収路19が設けてある。光ファイバケーブル12の端面が発熱して生じた熱量を吸収して温かくなった冷媒は、ポンプ22によって冷媒路20を通って吸引され、チラー21で冷却され再度低温の冷媒として冷媒路20を通って供給路17、18へ供給される。   Returning to FIG. 1, supply paths 17 and 18 for supplying a refrigerant are connected to the guide paths 15 and 16, respectively, and on the opposite surface of the refrigerant tank 2 where the guide paths 15 and 16 are provided. A recovery path 19 for recovering the refrigerant is provided. The refrigerant that has become warm by absorbing the heat generated by the end face of the optical fiber cable 12 is sucked through the refrigerant path 20 by the pump 22, cooled by the chiller 21, and again passes through the refrigerant path 20 as a low-temperature refrigerant. To the supply paths 17 and 18.

供給路17、18の冷媒槽2内部への開口部分は、光ファイバケーブル12の端部の近傍であることから、チラー21によって冷却された冷媒を直接的に光ファイバケーブル12の端部へ流し込むことができ、冷却効果を高めることができる。また、冷媒槽2内部に冷媒の流れが生じることから、熱量を吸収した冷媒が冷媒槽2内部に滞留することが無く、熱量の吸収効率をより高めることができる。   Since the opening part to the inside of the refrigerant tank 2 of the supply paths 17 and 18 is in the vicinity of the end part of the optical fiber cable 12, the refrigerant cooled by the chiller 21 flows directly into the end part of the optical fiber cable 12. The cooling effect can be enhanced. Moreover, since the flow of the refrigerant is generated inside the refrigerant tank 2, the refrigerant that has absorbed the heat does not stay in the refrigerant tank 2, and the heat absorption efficiency can be further increased.

なお、供給路17、18は誘導路15、16に略直交する直線的な流路であることに限定されるものではない。図5は、本発明の他の実施の形態に係る光ファイバ冷却装置1の供給路17(18)の構成を示す部分平面図である。供給路18は、図面に向かって左右が逆転すると考えればよい。   The supply paths 17 and 18 are not limited to being linear channels substantially orthogonal to the guide paths 15 and 16. FIG. 5 is a partial plan view showing the configuration of the supply path 17 (18) of the optical fiber cooling device 1 according to another embodiment of the present invention. It can be considered that the supply path 18 is reversed left and right as viewed in the drawing.

図5に示すように供給路17の冷媒槽2内部への開口部分が、可能な限り光ファイバケーブル12の端部、すなわち第一の窓板3と接触する部分に近接することが好ましいことから、供給路17の冷媒槽2内部への開口部分が第一の窓板3に接するよう、供給路17を傾斜させて設けても良い。また、冷媒槽2内部にて曲線的に第一の窓板3側へ向かうように供給路17を形成しても良く、光ファイバケーブル12の端部へ冷媒が直接供給される方向に向かって形成されていれば足りる。これにより、外部のチラー21等で冷却された冷媒を発熱の度合いが高い光ファイバケーブル12の端部へ直接的に流し込むことができ、冷却効果をより高めることが可能となる。   As shown in FIG. 5, it is preferable that the opening portion of the supply path 17 into the refrigerant tank 2 is as close as possible to the end portion of the optical fiber cable 12, that is, the portion that contacts the first window plate 3. The supply path 17 may be inclined so that the opening of the supply path 17 into the refrigerant tank 2 contacts the first window plate 3. Further, the supply path 17 may be formed so as to curve toward the first window plate 3 in the refrigerant tank 2, and toward the direction in which the refrigerant is directly supplied to the end of the optical fiber cable 12. It is sufficient if it is formed. Thereby, the refrigerant cooled by the external chiller 21 or the like can be directly poured into the end portion of the optical fiber cable 12 having a high degree of heat generation, and the cooling effect can be further enhanced.

以上のように本実施の形態によれば、光ファイバケーブル12は、端部も含めて全体が冷媒槽2の中に浸漬されていることから、レーザ光の発振等による光ファイバケーブル12の発熱を抑制することができる。また、光ファイバケーブル12の端部が略半球面状をなしていることから、第一の窓板3又は第二の窓板4に圧着させられた場合であっても、冷媒が端面の直近まで浸入するとともに、第一の窓板3又は第二の窓板4を通じた間接冷却効果も期待することができ、光ファイバケーブル12の端面における発熱も効果的に抑制することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, since the entire optical fiber cable 12 including the end portion is immersed in the refrigerant tank 2, the heat generation of the optical fiber cable 12 due to laser light oscillation or the like. Can be suppressed. In addition, since the end portion of the optical fiber cable 12 has a substantially hemispherical shape, even when it is pressure-bonded to the first window plate 3 or the second window plate 4, the refrigerant is in the immediate vicinity of the end surface. And the indirect cooling effect through the first window plate 3 or the second window plate 4 can be expected, and the heat generation at the end face of the optical fiber cable 12 can be effectively suppressed.

なお、本実施の形態では、光ファイバケーブル12を用いた光ファイバレーザ発振器を例に挙げて説明しているが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、例えば光ファイバケーブル12を用いてレーザ動作させる装置、例えば光ファイバレーザ増幅器等に適用された場合であっても同様の効果を奏することができる。   In the present embodiment, an optical fiber laser oscillator using the optical fiber cable 12 is described as an example. However, the present invention is not particularly limited to this, and for example, the optical fiber cable 12 is used. Even when applied to a laser operating device, such as an optical fiber laser amplifier, the same effect can be obtained.

その他、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。   In addition, it goes without saying that various modifications and replacements are possible within the scope of the present invention.

1 光ファイバ冷却装置
3 第一の窓板
4 第二の窓板
11 ボビン(筒体)
12 光ファイバケーブル
13 ホルダ(第一のファイバ支持部、圧着部)
14 ホルダ(第二のファイバ支持部、圧着部)
17、18 供給路
19 回収路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber cooling device 3 1st window board 4 2nd window board 11 Bobbin (cylinder)
12 Optical fiber cable 13 Holder (first fiber support part, crimping part)
14 Holder (second fiber support, crimping part)
17, 18 Supply path 19 Collection path

Claims (3)

冷媒が充填されている冷媒槽と、
冷媒に浸漬された光ファイバケーブルと
を備え、光ファイバケーブルを冷却する光ファイバ冷却装置において、
前記光ファイバケーブルの両端を支持する第一のファイバ支持部及び第二のファイバ支持部を有し、
前記冷媒槽の励起光の入光部分に第一の窓板を設け、前記光ファイバケーブルの一端を支持する前記第一のファイバ支持部にて前記光ファイバケーブルの一端を前記第一の窓板に密着させ、
前記冷媒槽の出光部分に第二の窓板を設け、前記光ファイバケーブルの他端を支持する前記第二のファイバ支持部にて前記光ファイバケーブルの他端を前記第二の窓板に密着させ、
前記光ファイバケーブルの一端及び他端は略半球面状をなしており、前記第一のファイバ支持部及び前記第二のファイバ支持部は、前記光ファイバケーブルの一端及び他端をそれぞれ前記第一の窓板及び前記第二の窓板に圧着させる圧着部を備え
前記光ファイバケーブルはコアおよびクラッドを有し、前記光ファイバケーブルの一端及び他端のコアがそれぞれ前記第一の窓板及び前記第二の窓板に圧着され、前記光ファイバケーブルの一端及び他端のクラッドが前記冷媒に覆われていることを特徴とする光ファイバ冷却装置。
A refrigerant tank filled with refrigerant;
An optical fiber cooling device for cooling an optical fiber cable, comprising: an optical fiber cable immersed in a refrigerant;
A first fiber support and a second fiber support for supporting both ends of the optical fiber cable;
A first window plate is provided at an incident light incident portion of the refrigerant tank, and one end of the optical fiber cable is connected to the first window plate by the first fiber support portion that supports one end of the optical fiber cable. Closely
A second window plate is provided at the light exit portion of the refrigerant tank, and the other end of the optical fiber cable is in close contact with the second window plate at the second fiber support portion that supports the other end of the optical fiber cable. Let
One end and the other end of the optical fiber cable have a substantially hemispherical shape, and the first fiber support portion and the second fiber support portion respectively connect the one end and the other end of the optical fiber cable to the first end. A crimping part for crimping to the window plate and the second window plate ,
The optical fiber cable has a core and a clad, and one end and the other end of the optical fiber cable are crimped to the first window plate and the second window plate, respectively, optical fiber cooling device clad end is characterized that you have been covered with the refrigerant.
前記冷媒槽は、前記光ファイバケーブルの一端及び他端の近傍へ冷媒を供給する供給路と、前記光ファイバケーブルの一端及び他端の反対側に供給された冷媒を回収する回収路とを備えることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ冷却装置。   The refrigerant tank includes a supply path for supplying a refrigerant to the vicinity of one end and the other end of the optical fiber cable, and a recovery path for recovering the refrigerant supplied to the opposite side of the one end and the other end of the optical fiber cable. The optical fiber cooling device according to claim 1. 前記供給路は、前記光ファイバケーブルの一端及び他端へ冷媒が直接供給される方向に向かって形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の光ファイバ冷却装置。   The optical fiber cooling device according to claim 1, wherein the supply path is formed in a direction in which a coolant is directly supplied to one end and the other end of the optical fiber cable.
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