專利名稱：光纖整體冷卻循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高功率光纖激光器，特別是一種用于高功率光纖激 光器的光纖整體冷卻循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
雙包層摻稀土光纖用于高功率激光輸出時(shí)，光纖內(nèi)的激光介質(zhì)由于 受到泵浦光作用所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，引起光纖溫度上升，導(dǎo)致出射激光光
束質(zhì)量和效率下降(參見Wang, Y. Xu， C. Q. and Po, H. (2004) Thermal effects in kilowatt fiber lasers. Photonics Technology Letters, IEEE 16， 63-65.)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了實(shí)現(xiàn)高功率光纖激光器內(nèi)的雙包層摻稀土 光纖工作在正常溫度范圍內(nèi)，保證高功率光纖激光器在高功率激光輸出 時(shí)，具有較好的激光光束質(zhì)量和效率，提供一種光纖整體冷卻循環(huán)裝置， 該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱均勻、制冷效果明顯、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的解決技術(shù)方案如下
一種用于高功率光纖激光器的光纖整體冷卻的循環(huán)裝置，其特點(diǎn)是 于該裝置由光纖固定導(dǎo)熱下盤、光纖固定導(dǎo)熱上盤、冷卻盤和水冷機(jī) 構(gòu)成，所述的冷卻盤是一具有進(jìn)水接口和出水接口的通冷卻水的殼體， 所述的光纖固定導(dǎo)熱下盤密切地固定在所述的冷卻盤上，利用固定螺釘 擰入所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤和光纖固定導(dǎo)熱下盤的固定孔中形成可拆 卸的連接關(guān)系，所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤和光纖固定導(dǎo)熱下盤之間用于 放置高功率光纖激光器的雙包層光纖，所述冷卻盤的進(jìn)水接口和出水接 口再分別通過(guò)進(jìn)水導(dǎo)管和出水導(dǎo)管與所述的水冷機(jī)聯(lián)通，形成冷卻水的循環(huán)通道。
所述的光纖固定導(dǎo)熱下盤與所述的冷卻盤的接觸面涂有一層導(dǎo)熱硅 膠，用于消除接觸縫隙，增強(qiáng)導(dǎo)熱性能，。
所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤和光纖固定導(dǎo)熱下盤采用銅或鋁制成，所 述的光纖固定導(dǎo)熱上盤或光纖固定導(dǎo)熱下盤的表面上具有用于所述的光 纖固定的螺旋狀的半圓形凹槽，使所述的高功率光纖激光器的光纖與所 述的光纖固定導(dǎo)熱上盤或光纖固定導(dǎo)熱下盤密切接觸，以便光纖激光器 的散熱。
本實(shí)用新型裝置的使用方法是將所述的高功率光纖激光器的光纖
放置在所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤和光纖固定導(dǎo)熱下盤之間，啟動(dòng)水冷機(jī)
工作，由水冷機(jī)輸出的冷卻水經(jīng)所述的進(jìn)水導(dǎo)管、進(jìn)水接口、冷卻盤、
出水接口、出水導(dǎo)管進(jìn)入所述的水冷機(jī)，構(gòu)成冷卻水的循環(huán)，使所述的 髙功率光纖激光器的光纖內(nèi)因工作物質(zhì)吸收泵浦光所產(chǎn)生的熱量，光纖
產(chǎn)生的熱量不斷地被冷卻水帶走。從而實(shí)現(xiàn)了光纖整體冷卻的循環(huán)，保 證光纖工作在正常溫度范圍內(nèi)。


圖1為光纖整體冷卻的循環(huán)裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的AA剖視圖
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限 制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
請(qǐng)參閱圖1和圖2，圖1為本實(shí)用新型光纖整體冷卻的循環(huán)裝置實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的AA剖視圖，由圖可見，本實(shí)用新型光 纖整體冷卻的循環(huán)裝置，由光纖固定導(dǎo)熱下盤6、光纖固定導(dǎo)熱上盤8、 冷卻盤3和水冷機(jī)構(gòu)成，所述的冷卻盤3是一具有進(jìn)水接口 1和出水接口 IO的通冷卻水的殼體，是一長(zhǎng)方形殼體，所述的光纖固定導(dǎo)熱下盤6 透過(guò)螺釘擰入固定螺孔4密切地固定在所述的冷卻盤3上，利用固定螺 釘9擰入所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤8和光纖固定導(dǎo)熱下盤6的固定孔7 中形成可拆卸的連接關(guān)系，所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤8和光纖固定導(dǎo)熱 下盤6之間用于放置高功率光纖激光器的雙包層光纖，所述冷卻盤3的 進(jìn)水接口 l和出水接口 10再分別通過(guò)進(jìn)水導(dǎo)管2和出水導(dǎo)管11與所述的 水冷機(jī)(圖中未示)聯(lián)通，形成冷卻水的循環(huán)通道。
所述的光纖固定導(dǎo)熱下盤6與所述的冷卻盤3的接觸面涂有一層導(dǎo) 熱硅膠。
所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤8和光纖固定導(dǎo)熱下盤6采用銅制成，所 述的光纖固定導(dǎo)熱下盤6的表面上具有用于所述的光纖固定的螺旋狀的 半圓形凹槽。
在光纖激光器工作時(shí)，開啟水冷機(jī)，就可以利用冷卻盤3的均勻?qū)?熱特性，將雙包層摻稀土光纖內(nèi)產(chǎn)生的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)效應(yīng)，將熱量傳 遞到循環(huán)的制冷水里，從而讓光纖激光器在高功率狀態(tài)下，可以保持出 射光束質(zhì)量和效率穩(wěn)定。
下面是一具體實(shí)施例子的具體參數(shù)
采用雙包層光纖長(zhǎng)度為7.5m，纖芯中摻雜Yb3、光纖直徑為lmm, 內(nèi)包層尺寸為100x200pm (NA=0.47)，纖芯直徑為25[xm (NA=0.16)， 光纖固定導(dǎo)熱下盤6和光纖固定導(dǎo)熱上盤8的直徑均為20cm，厚度為 2cm，冷卻盤3是長(zhǎng)40cm、寬40cm、高3cm的長(zhǎng)方體。實(shí)驗(yàn)表明本 實(shí)用新型可使高功率光纖激光器內(nèi)工作物質(zhì)——雙包層光纖實(shí)現(xiàn)恒溫制 冷，獲得穩(wěn)定的、高功率的激光輸出。適當(dāng)調(diào)解制冷水的壓力，可以控 制光纖工作時(shí)的溫度，達(dá)到最佳工作狀態(tài)。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱 均勻、制冷效果明顯和實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1、一種用于高功率光纖激光器的光纖整體冷卻的循環(huán)裝置，其特征在于該裝置由光纖固定導(dǎo)熱下盤(6)、光纖固定導(dǎo)熱上盤(8)、冷卻盤(3)和水冷機(jī)構(gòu)成，所述的冷卻盤(3)是一具有進(jìn)水接口(1)和出水接口(10)的通冷卻水的殼體，所述的光纖固定導(dǎo)熱下盤(6)密切地固定在所述的冷卻盤(3)上，利用固定螺釘(9)擰入所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤(8)和光纖固定導(dǎo)熱下盤(6)的固定孔(7)中形成可拆卸的連接關(guān)系，所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤(8)和光纖固定導(dǎo)熱下盤(6)之間用于放置高功率光纖激光器的雙包層光纖，所述冷卻盤(3)的進(jìn)水接口(1)和出水接口(10)再分別通過(guò)進(jìn)水導(dǎo)管(2)和出水導(dǎo)管(11)與所述的水冷機(jī)聯(lián)通，形成冷卻水的循環(huán)通道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖整體冷卻的循環(huán)裝置，其特征在于所 述的光纖固定導(dǎo)熱下盤(6)與所述的冷卻盤(3)的接觸面涂有一層導(dǎo) 熱硅膠。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖整體冷卻的循環(huán)裝置，其特征在于所 述的光纖固定導(dǎo)熱上盤(8)和光纖固定導(dǎo)熱下盤(6)采用銅或鋁制成， 所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤(8)或光纖固定導(dǎo)熱下盤(6)的表面上具有 用于所述的光纖固定的螺旋狀的半圓形凹槽。
專利摘要一種用于高功率光纖激光器的光纖整體冷卻的循環(huán)裝置，其特點(diǎn)是于該裝置由光纖固定導(dǎo)熱下盤、光纖固定導(dǎo)熱上盤、冷卻盤和水冷機(jī)構(gòu)成，所述的冷卻盤是一具有進(jìn)水接口和出水接口的通冷卻水的殼體，所述的光纖固定導(dǎo)熱下盤密切地固定在所述的冷卻盤上，利用固定螺釘擰入所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤和光纖固定導(dǎo)熱下盤的固定孔中形成可拆卸的連接關(guān)系，所述的光纖固定導(dǎo)熱上盤和光纖固定導(dǎo)熱下盤之間用于放置高功率光纖激光器的雙包層光纖，所述冷卻盤的進(jìn)水接口和出水接口再分別通過(guò)進(jìn)水導(dǎo)管和出水導(dǎo)管與所述的水冷機(jī)聯(lián)通，形成冷卻水的循環(huán)通道。本實(shí)用新型可使高功率光纖激光器內(nèi)工作物質(zhì)——雙包層光纖實(shí)現(xiàn)恒溫制冷，獲得穩(wěn)定的、高功率的激光輸出。
文檔編號(hào)H01S3/042GK201294326SQ20082015574
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者兵 何, 俠 劉, 軍 周, 樓祺洪, 煒 王, 董景星, 袁志軍, 魏運(yùn)榮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所