[发明专利]一种散热装置及光纤激光器在审

专利信息
申请号: 202011212980.3 申请日: 2020-11-04
公开(公告)号: CN112038876A 公开(公告)日: 2020-12-04
发明(设计)人: 郭超;颜冬林;赵鹏飞;楚秋慧;舒强;张昊宇;林宏奂;王建军;景峰 申请(专利权)人: 中国工程物理研究院激光聚变研究中心
主分类号: H01S3/04 分类号: H01S3/04;H01S3/067
代理公司: 北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙) 11463 代理人: 张延薇
地址: 621000 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 散热 装置 光纤 激光器
【说明书】:

本申请涉及激光设备技术领域,具体而言,涉及一种散热装置及光纤激光器,包括板状散热主体和用于安装增益光纤的筒状散热主体,所述筒状散热主体具有内腔,所述板状散热主体安装于所述内腔中,所述板状散热主体和所述筒状散热主体均用于安装发热器件。本申请的目的在于针对目前在某些特定应用场景下例如航空航天等,光纤激光器的安装空间受限,扁平状的光纤激光器一般难以布置的问题,提供一种散热装置及光纤激光器。

技术领域

本申请涉及激光设备技术领域,具体而言,涉及一种散热装置及光纤激光器。

背景技术

高功率光纤激光器由于高光束质量、高转化效率、高可靠性的优势在工业科技等领域的应用越来越广泛,其在激光切割、激光增材制造、激光打标等高端制造项目起到了更大的作用。

高功率光纤激光器的光学结构一般包括增益光纤、集束器以及泵浦激光二极管等,增益光纤作为增益介质完成受激辐射放大,集束器将泵浦光耦合到增益光纤中,激光二极管完成电能到泵浦光转换。

光纤激光器即是通过光纤将激光二极管输出激光的波长和光束质量进行转换的一种光学系统。目前高功率光纤激光器的电光效率约为35%,光纤激光器工作需要通大流量冷却剂将热负荷带走,所以目前工业用高功率光纤激光器的体积比较庞大而且重量很重。

传统的千瓦级光纤激光器主要机械结构包括平板结构热沉和2U钣金机箱封装,增益光纤、集束器及激光二极管等器件通常固定在平板结构的水冷结构件上,增益光纤通过导热胶等材料固定于平板热沉的跑道型凹槽内,集束器等通过螺钉与平板热沉连接,平板型水冷结构件的背面为泵浦激光二极管。传统的光纤激光器结构为扁平状,但是在某些特定应用场景下例如航空航天等,光纤激光器的安装空间受限,扁平状的光纤激光器一般难以布置。

发明内容

本申请的目的在于针对目前在某些特定应用场景下例如航空航天等,光纤激光器的安装空间受限,扁平状的光纤激光器一般难以布置的问题,提供一种散热装置及光纤激光器。

为了实现上述目的,本申请采用以下技术方案:

本申请的一个方面提供一种散热装置,包括板状散热主体和用于安装增益光纤的筒状散热主体,所述筒状散热主体具有内腔,所述板状散热主体安装于所述内腔中,所述板状散热主体和所述筒状散热主体均用于安装发热器件。

可选地,在所述板状散热主体和所述筒状散热主体内均布置有冷却剂流道,以通过流经所述冷却剂流道的冷却剂与所述板状散热主体和所述筒状散热主体进行热交换;所述内腔用于供气流流通以通过所述气流与所述板状散热主体和所述筒状散热主体进行热交换。

该技术方案的有益效果在于:通过冷却剂及风冷散热结合的散热方式,有效提高散热装置的散热能力,保证散热装置的散热效果。而且,由于散热装置具有较好的散热效果,各器件及增益光纤的布置可以适当的更加紧凑,进而减小散热装置的体积和重量,也相应减小了应用了该散热装置的光纤激光器的体积和重量,使散热装置及应用了该散热装置的光纤激光器更适配一些对部件的安装空间、体积及重量有较严格限制的应用平台。

可选地,在所述筒状散热主体的外壁上形成有光纤跑道,所述光纤跑道沿所述筒状散热主体的轴向延伸并沿所述筒状散热主体的轴向呈螺旋形分布。

该技术方案的有益效果在于:将光纤跑道设置在筒状散热主体的外壁,便于光纤跑道的成型,也便于增益光纤的安装。

可选地,所述筒状散热主体具有内壁,所述内壁围合成所述内腔,在所述内壁上形成有光纤跑道,所述光纤跑道沿所述筒状散热主体的轴向延伸并沿所述筒状散热主体的轴向呈螺旋形分布。

该技术方案的有益效果在于:这样结合内腔中气流和筒状散热主体内的冷却剂同时对增益光纤散热,使增益光纤获得较好的散热效果。

可选地,所述筒状散热主体的横截面的边缘及所述内腔的横截面均为椭圆形;

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