可扩型双面高效光纤激光器冷却系统技术方案

本实用新型专利技术公开的一种可扩型双面高效光纤激光器冷却系统，至少包括一块主水冷板，主水冷板具有相对设置的第一、第二水冷面，并具有用以连接第一、第二水冷面的连接面，在连接面上设置有第一入水口和第一出水口，在第一、第二水冷面之间设置有第一循环冷却水道，第一循环冷却水道的两端分别与第一入水口和第一出水口连通；光纤激光器中的增益光纤盘绕在第一水冷面上，所述光纤激光器中的光栅、焊接点以及光纤毛化点安装在第一水冷面上并位于增益光纤的外围；光纤激光器中的泵浦二极管、电路板、红外二极体以及合束器安装在第二水冷面上；在连接面上设置有合束器输出光纤绕出口，合束器中的出射光纤穿过合束器输出光纤绕出口绕制到第一水冷面上。

Cooling system of expandable double side high efficiency fiber laser

An extendable type double high fiber laser cooling system is disclosed by the utility model comprises at least one main cooling plate, the main water cooling plate has opposite first and second cold water, and has a connecting surface connected with the first and second cold water to, on the connecting surface is provided with a first inlet and a first outlet and in between the first and the second is the first cold water circulating cooling water channel, the two ends of the first cycle of the cooling water channel is communicated with the first inlet and the first outlet; fiber laser gain fiber coiled in the first cold water, the fiber laser and fiber grating, the welding point of texturing mounted at the periphery of the first water cold and is located in the gain fiber; pump diode, circuit board, infrared diode and combiner is installed in the second water on the cold surface of fiber laser; A combiner output fiber around the outlet is arranged at the connecting surface, combiner in the outgoing optical fiber through the combiner winding around the output fiber to export the first cold water on.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤激光器冷却
，特别涉及可扩型双面高效光纤激光器冷却系统。
技术介绍
目前工业级单模组光纤激光器可以输出千瓦级能量，由于工业需求，光纤激光器的整体发展趋势是输出功率更高，更加集成化，输出光质量也更高。这样对于光纤激光器的散热系统也提出了更高要求。传统的千瓦级光纤激光器均采用水冷系统，散热系统根据光纤，二极管，合束器，光栅以及电路板分开。因此会有以下几个局限性：1.因为结构体积要求，只能对某一部分或个别器件散热。或者采用多个散热板进行整体散热却又导致结构过于繁复臃肿。2.无法扩展。冷却系统设计缺乏灵活度，不能根据光纤激光器功率输出要求增加或减少泵浦光源的冷却结构。3.无法避免局部过热，进行内部热平衡和湿度平衡。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对现有光纤激光器水冷系统所存在的问题，利用水冷板的两面性而提供一种可扩型双面高效光纤激光器冷却系统。本技术所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来是实现：一种可扩型双面高效光纤激光器冷却系统，至少包括一块主水冷板，所述主水冷板具有相对设置的第一水冷面和第二水冷面，并具有用以连接所述第一水冷面和第二水冷面的连接面，在所述连接面上设置有第一入水口和第一出水口，在所述第一水冷面与第二水冷面之间设置有第一循环冷却水道，所述第一循环冷却水道的两端分别与所述第一入水口和第一出水口连通；所述光纤激光器中的增益光纤盘绕在所述第一水冷面上，所述光纤激光器中的光栅、焊接点以及光纤毛化点安装在第一水冷面上并位于所述增益光纤的外围；所述光纤激光器中的泵浦二极管、电路板、红外二极体以及合束器安装在所述第二水冷面上；在所述连接面上设置有一合束器输出光纤绕出口，所述合束器中的出射光纤穿过所述合束器输出光纤绕出口绕制到所述第一水冷面上。在本技术的一个优选实施例中，在所述第二水冷面上安装有若干风扇。在本技术的一个优选实施例中，还包括至少一块以上用以安装扩展泵浦二极管和扩展电路板的扩展水冷板和至少一个法兰连接头，并在所述主水冷板的第二水冷面上设置有第二入水口和第二出水口，所述第二入水口和第二出水口分别通过第一循环冷却水道与所述第一入水口和第一出水口连通；另外在所述主水冷板上还设置有用于扩展的若干第一螺栓通孔；每一扩展水冷板内均设置有第二循环水冷通道并在每一扩展水冷板上设置有贯穿所述第二循环水冷通道的第三入水口和第三出水口；在每一扩散水冷板上还设置有若干用于扩展的第二螺栓通孔，第二螺栓通孔与所述第三入水口、第三出水口相互平行；所述法兰连接头上设置有若干用于扩展的第三螺栓通孔和第一水连接通道、第二水连接通道；扩展时，将若干法兰连接头和若干扩展水冷板依次交错叠加在所述主水冷板的第二水冷面上，并将所述主水冷板上的第二入水口、每一法兰连接头上的第一水连接通道、每一扩展水冷板上的第三入水口对齐，将所述主水冷板上的第二出水口、每一法兰连接头上的第二水连接通道、每一扩展水冷板上的第三出水口对齐，将所述主水冷板上的第一螺栓通孔、每一法兰连接头上的第三螺栓通孔、每一扩展水冷板上的第二螺栓通孔一一对齐，用若干扩展螺栓一一穿过所述主水冷板上的第一螺栓通孔、每一法兰连接头上的第三螺栓通孔、每一扩展水冷板上的第二螺栓通孔后用螺母锁紧，将所述主水冷板上的第二入水口与每一法兰连接头上的第一水连接通道的底面密封对接，每一法兰连接头上的第一水连接通道的顶面或/和与每一扩展水冷板上的第三入水口的底面或/和顶面密封对接，再用两个封头将最上面一块扩散水冷板上的第三入水口和第三出水口封堵即可。在本技术的一个优选实施例中，所有的扩展水冷板还通过扩展板连接支撑杆连接。由于采用了如上的技术方案，本技术的扩展水冷板与主水冷板之间采用并联结构，通过法兰连接头连接，主水冷板上的第一水入口进来的冷却水平行分流到各个扩展水冷板，各个扩展水冷板的出水口通过法兰连接头再汇合在一起，通过主水冷板上的第一出水口流出，这种设计可以保证每个扩展水冷板的入水口的温度一直，主水冷板上的泵浦二极管和扩展水冷板上的扩展泵浦二极管均得到有效散热。解决了传统的水冷板串联结构，会因为水温累计致使靠后的扩展水冷板散热效果越差的问题。本技术的可扩型双面高效光纤激光器冷却系统具有如下优点：1.结构紧凑，水冷利用率高。通过利用水冷板正反两面，对激光器的所有需要散热的热点均进行水冷散热。克服了传统的水冷结构紧凑和整体散热相冲突的局限性。2.便于后期维护维修。通过利用水冷板正反两面，巧妙的将激光器的主要光学器件和电子器件分离开来，激光器可以通过正反两个方向进行维护修理。3.水冷和风冷的结合。传统千瓦级光纤激光器均只采用水冷一种散热方式。在本创新设计中，利用水冷和风冷的结合可以加速内部温度和湿度平衡，加快系统散热，减少局部过热点。4.扩展性和灵活性。本设计考虑到光纤激光器发展趋势，为后期提高激光器功率提供更多的扩展可能。通过独创的法兰接头设计，扩展水冷板可以根据输出功率需求进行安装和卸载。附图说明图1为本技术主水冷板第一水冷面的结构示意图。图2为本技术主水冷板第二水冷面的结构示意图。图3为本技术法兰连接头的结构示意图。图4为本技术扩展水冷板的结构示意图。图5为本技术可扩型双面高效光纤激光器冷却系统一个具体实施例的结构示意图。具体实施方式一种可扩型双面高效光纤激光器冷却系统，包括图1和图2所示的一块主水冷板100，主水冷板100具有相对设置的水冷面110(主水冷板的正面)和水冷面120(主水冷板的背面)。主水冷板100大致为正方形结构，具有四个用以连接水冷面110和水冷面120的连接面131、132、133、134。在水冷面110与水冷面120之间即水冷板100内设置有循环冷却水道(图中未示出)。同时在连接面132上开设有入水口141和出水口142，入水口141和出水口142与循环冷却水道的两端连通。为了方便扩展，在主水冷板100的水冷面120上开设有用于扩展的水入口151和水出口152，水入口151和水出口152临近入水口141和出水口142。同时在主水冷板100上还设置有贯穿水冷面110和水冷面120的八个螺栓通孔161。八个螺栓通孔161分布在水入口151和水出口152附近。光纤激光器中的增益光纤盘绕在水冷面110上中间的增益光纤区域111内，增益光纤区域111为圆形区域。在水冷面110上还设置有四组光纤激光器中的光栅、焊接点以及光纤毛化点安全孔区域112、113、114、115，四组光纤激光器中的光栅、焊接点以及光纤毛化点安全孔区域112、113、114、115分布在增益光纤区域111的外围分别临近连接面131、132、133、134。光纤激光器中的光栅、焊接点以及光纤毛化点安装在四组光纤激光器中的光栅、焊接点以及光纤毛化点安全孔区域112、113、114、115上。在水冷面120上还设置有合束器安装孔区域121、红光二极管安装孔区域122、风扇安装孔区域123、泵浦二极管安装孔区域124和电路板安装孔区域125，合束器安装孔区域121临近连接面133，红光二极管安装孔区域122临近合束器安装孔区域121，风扇安装孔区域123临近红光二极管安装孔区域122，电路板安装孔区域125临近连接面1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可扩型双面高效光纤激光器冷却系统，其特征在于，至少包括一块主水冷板，所述主水冷板具有相对设置的第一水冷面和第二水冷面，并具有用以连接所述第一水冷面和第二水冷面的连接面，在所述连接面上设置有第一入水口和第一出水口，在所述第一水冷面与第二水冷面之间设置有第一循环冷却水道，所述第一循环冷却水道的两端分别与所述第一入水口和第一出水口连通；所述光纤激光器中的增益光纤盘绕在所述第一水冷面上，所述光纤激光器中的光栅、焊接点以及光纤毛化点安装在第一水冷面上并位于所述增益光纤的外围；所述光纤激光器中的泵浦二极管、电路板、红外二极体以及合束器安装在所述第二水冷面上；在所述连接面上设置有一合束器输出光纤绕出口，所述合束器中的出射光纤穿过所述合束器输出光纤绕出口绕制到所述第一水冷面上。

【技术特征摘要】
1.一种可扩型双面高效光纤激光器冷却系统，其特征在于，至少包括一块主水冷板，所述主水冷板具有相对设置的第一水冷面和第二水冷面，并具有用以连接所述第一水冷面和第二水冷面的连接面，在所述连接面上设置有第一入水口和第一出水口，在所述第一水冷面与第二水冷面之间设置有第一循环冷却水道，所述第一循环冷却水道的两端分别与所述第一入水口和第一出水口连通；所述光纤激光器中的增益光纤盘绕在所述第一水冷面上，所述光纤激光器中的光栅、焊接点以及光纤毛化点安装在第一水冷面上并位于所述增益光纤的外围；所述光纤激光器中的泵浦二极管、电路板、红外二极体以及合束器安装在所述第二水冷面上；在所述连接面上设置有一合束器输出光纤绕出口，所述合束器中的出射光纤穿过所述合束器输出光纤绕出口绕制到所述第一水冷面上。2.如权利要求1所述的一种可扩型双面高效光纤激光器冷却系统，其特征在于，在所述第二水冷面上安装有若干风扇。3.如权利要求1或2所述的一种可扩型双面高效光纤激光器冷却系统，其特征在于，还包括至少一块以上用以安装扩展泵浦二极管和扩展电路板的扩展水冷板和至少一个法兰连接头，并在所述主水冷板的第二水冷面上设置有第二入水口和第二出水口，所述第二入水口和第二出水口分别通过第一循环冷却水道与所述第一入水口和第一出水口连通；另外在所述主水冷板上还设置有用于扩展的若干第一螺栓通孔；每一扩展水冷板内均...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建武，方霞，刘进辉，沈国新，
申请(专利权)人：光惠上海激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31