A zonal cooling package structure for high power optical fiber bundler includes heat sink, optical fiber bundler, hollow cylindrical sleeve and cover plate. The heat sink consists of two parts, the upper and lower parts are fixed by screw. The heat sink base is divided into the input optical fiber cooling zone and the coupling output cooling zone. The coupling zone of the optical fiber bundler and the adjacent output optical fibers are encapsulated in the hollow cylindrical casing. The casing cover is encapsulated in the coupling output cooling zone of the heat sink. The liquid cooling chamber and the outer wall are arranged in the coupling output cooling zone. There is a liquid inlet and outlet, and the liquid inlet and outlet are connected with the liquid circulation device. The input optical fibers of the optical fiber bundler near the coupling zone are fixed in the cooling zone of the input optical fibers of the heat sink by optical glue. The partition cooling package structure of the invention can effectively cool the high-power running buncher, avoid the direct contact between the cone zone of the buncher and the optical fiber coating layer and the coolant, and improve the stability and reliability of the long-term operation of the buncher.
【技术实现步骤摘要】
一种高功率光纤合束器的分区冷却封装结构
本专利技术涉及光纤激光器
,具体涉及一种高功率光纤合束器的分区冷却封装结构。
技术介绍
光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、热管理方便及结构紧凑等优点,近几年在工业制造、生物医疗、国防安全等领域得到了广泛的应用。光纤合束器是实现高功率光纤激光的核心元器件之一,包括泵浦合束器和信号合束器。泵浦合束器可在单台激光器中将多个高功率泵浦源输出的功率进行合成,为光纤激光器提供更高的泵浦功率;信号合束器可将多个中等功率的光纤激光器的输出信号进行功率合成,以获得更高功率的光纤激光输出。光纤合束器将多根输入光纤合束、拉锥、再与输出光纤熔接,受制作方法及工艺的限制,其耦合效率不可能达到100%,总会有一部分光在合束器中传输时损耗掉,随着光纤激光器功率水平的不断提升,当输出功率达到千瓦量级时,合束器中损耗的光功率就会产生大量的热,散热效果不好很容易导致光纤合束器性能下降甚至烧毁,因此,合束器封装冷却结构的设计成为了提升其输出功率水平和可靠性的关键技术问题。目前,合束器的封装散热结构大多采用外部冷却法,即将合束器两端用胶固定在封装外壳上,合束器中间部分悬空在封装外壳内以避免与壳体内部直接接触,热量通过两端的固定连接处传导到封装外壳上,这种方法由于换热面积小,热传导效率不高,悬空耦合区积蓄的热量无法有效导出,在高功率运行情况下热稳定性较差。专利CN103064151A提出了一种流体冷却的光纤耦合器装置,进入冷却区内的流体与光纤耦合区直接接触且在冷却区中形成很强的对流效果,起到直接对光纤耦合器光纤耦合区冷却处理的作用。专利CN1039 ...
【技术保护点】
1.一种高功率光纤合束器的分区冷却封装结构,其特征在于,包括:热沉、光纤合束器(1)、中空圆柱形套管(2)和盖板(5),热沉包括上盖(7)和底座(4),上盖(7)盖在底座(4)上,底座(4)分为输入光纤冷却区(6)和耦合输出冷却区(3),光纤合束器(1)靠近耦合区的输入光纤(8)用光学胶固定在输入光纤冷却区(6),光纤合束器(1)的耦合输出段(11)及邻近的输出光纤(9)用光学胶封装在中空圆柱形套管(2)内,耦合输出冷却区(3)内具有液体冷却腔,耦合输出冷却区(3)外壁设有与液体冷却腔相通的液体进出口(10),液体进出口(10)外接液体循环装置,中空圆柱形套管(2)的两端用光学胶固定在耦合输出冷却区(3),中空圆柱形套管(2)浸泡在液体冷却腔中的循环冷却液中,盖板(5)盖在耦合输出冷却区(3)上。
【技术特征摘要】
1.一种高功率光纤合束器的分区冷却封装结构,其特征在于,包括:热沉、光纤合束器(1)、中空圆柱形套管(2)和盖板(5),热沉包括上盖(7)和底座(4),上盖(7)盖在底座(4)上,底座(4)分为输入光纤冷却区(6)和耦合输出冷却区(3),光纤合束器(1)靠近耦合区的输入光纤(8)用光学胶固定在输入光纤冷却区(6),光纤合束器(1)的耦合输出段(11)及邻近的输出光纤(9)用光学胶封装在中空圆柱形套管(2)内,耦合输出冷却区(3)内具有液体冷却腔,耦合输出冷却区(3)外壁设有与液体冷却腔相通的液体进出口(10),液体进出口(10)外接液体循环装置,中空圆柱形套管(2)的两端用光学胶固定在耦合输出冷却区(3),中空圆柱形套管(2)浸泡在液体冷却腔中的循环冷却液中,盖板(5)盖在耦合输出冷却区(3)上。2.根据权利要求1所述的一种高功率光纤合束器的分区冷却封装结构,其特征在于,所述热沉由高导热系数的材料...
【专利技术属性】
技术研发人员:王飞,沈德元,沈崇丰,姚伟超,
申请(专利权)人:江苏师范大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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