一种便携式高功率光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式高功率光纤激光器，包括机箱，所述机箱内设有相连接的光路模块、直接制冷模块和电路模块，所述光路模块包含壳体，所述壳体内的中间设有将其分隔成上下两部分的基板，所述基板的中间设有腔体，所述基板的下方设有泵浦光路，所述基板的上方设有激光器光路。本实用新型专利技术的有益效果是：通过直接制冷模块实现精确温度控制，通过电路模块实现光路模块、直接制冷模块、温度检测及激光工作参数的闭环控制，实现了高功率光纤激光器温控和激光控制技术的系统集成，实现了光纤激光器的小型化、高效率多环境应用和便携移动性的需求。性的需求。性的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式高功率光纤激光器


[0001]本技术涉及光纤激光器
，具体为一种便携式高功率光纤激光器。

技术介绍

[0002]激光器的专利技术是20世纪科学技术的一项重大成就，按工作物质主要分为气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激光器和光纤激光器。随着技术的进一步提升，光纤激光器及半导体激光器已在现代加工技术中占了非常重要的作用，未来可广泛用于工业、通讯、医疗和军事等多个领域，近年来中高功率连续光纤激光器的已经获得了广泛的应用。
[0003]尽管光纤激光器的30％以上的电光转换效率非常明显，但是泵浦源的高发热量及其他核心光纤器件的局部发热仍然给中高功率光纤激光器的安全工作带来潜在隐患，如合束器、剥模器等器件，因此必须采用安全有效的热管理方案将这些冗余热量排出，保障让光纤激光器正常工作。目前中高功率光纤激光器光纤激光器温控方案主要是分离式水冷散热，通过压缩机冷却冷水机里的循环水，采用水泵将冷却水输送到激光器光模块的冷水板。发热模块(泵源和光纤器件)放置于激光器光模块的冷水板上，实现光纤激光器的光模块温控。因为冷水机体积大，无法移动，导致大功率激光器就必须固定放置，无法实现便携式移动。同时这种通过二次冷却的间接制冷方式冷却效率低，也造成系统能效偏低。在实际应用中，光纤激光器的发展方向是高效、紧凑、可移动并能够满足不同特种场合需求和环境应用，如电网清障、无人机拦截、和移动制导等，受制于目前的散热方案和系统集成技术，目前的高功率光纤激光器无法满足。所以需要一种高效热管理和激光控制集成方案，全面解决高功率光纤激光器温控、便携和稳定工作的系统集成技术，让光纤激光器高效、稳定、紧凑和轻量化，适应多种环境下可便携移动的要求。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种便携式高功率光纤激光器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种便携式高功率光纤激光器，包括机箱，所述机箱内设有相连接的光路模块、直接制冷模块和电路模块，所述光路模块包含壳体，所述壳体内的中间设有将其分隔成上下两部分的基板，所述基板的中间设有腔体，所述基板的下方设有泵浦光路，所述基板的上方设有激光器光路，所述泵浦光路包含固定于基板上的相互连接的泵浦源和泵浦合束器，所述激光器光路包含高反光栅、掺镱增益光纤、低反光栅、剥模器和输出光纤端口，所述高反光栅连接泵浦合束器与掺镱增益光纤，所述低反光栅连接掺镱增益光纤与剥模器，所述剥模器与输出光纤端口相连接；
[0006]所述直接制冷模块包含冷凝器、压缩机、热质流体微通道和热质流体宏通道，所述冷凝器固定于机箱内光路模块的上方，所述压缩机固定于光路模块的侧边，且二者之间设有隔板，所述热质流体微通道和热质流体宏通道串联且均设置于基板的中间腔体内，所述热质流体宏通道两端分别与冷凝器、压缩机相连接；
[0007]所述电路模块包含主控制板、制冷驱动板和电源板，所述主控制板和电源板固定于隔板上靠近压缩机的侧面，所述制冷驱动板设置于主控制板的下方的机箱内。
[0008]进一步优选，所述泵浦源采用四个并排于基板上，所述基板的边缘设有多个上下贯穿的过孔。
[0009]进一步优选，所述剥模器上设有温度传感器和光电传感器。
[0010]进一步优选，所述基板的侧边设有输入口和输出口，所述输入口与冷凝器相连接，所述输出口与压缩机相连接。
[0011]进一步优选，所述热质流体微通道为多个并排铜毛细管组成，五个所述热质流体微通道对应设置于泵浦源和泵浦合束器的下方，且五个所述热质流体微通道之间通过热质流体宏通道串联。
[0012]进一步优选，所述冷凝器包含翅片和高速风扇，四个所述风扇呈矩形排列在翅片上。
[0013]进一步优选，所述机箱的上方设有四个圆形出风口，所述机箱上靠近冷凝器的侧面设有矩形进风口，两个所述进风口对称设置于机箱的两侧面，所述出风口和进风口均设有尘埃滤网。
[0014]进一步优选，所述壳体采用保温绝热材料制成，所述电路模块连接有固定于机箱侧面的输入接口和通讯接口。
[0015]进一步优选，所述泵浦光路、激光器光路与基板的结合面均填充有低热阻系数导热介质，且其上覆盖有透明导热凝胶。
[0016]有益效果
[0017]本技术的便携式高功率光纤激光器，通过直接制冷模块实现精确温度控制，通过电路模块实现光路模块、直接制冷模块、温度检测及激光工作参数的闭环控制，实现了高功率光纤激光器温控和激光控制技术的系统集成，实现了光纤激光器的小型化、高效率多环境应用和便携移动性的需求。
附图说明
[0018]图1为本技术实施例所公开的便携式高功率光纤激光器的外部箱体图；
[0019]图2为本技术实施例所公开的便携式高功率光纤激光器的内部结构示意图；
[0020]图3为本技术实施例所公开的便携式高功率光纤激光器的光路模块的结构示意图；
[0021]图4为本技术实施例所公开的便携式高功率光纤激光器的泵浦光路结构示意图；
[0022]图5为本技术实施例所公开的便携式高功率光纤激光器的激光器光路结构示意图；
[0023]图6为本技术实施例所公开的基板的内部结构示意图；
[0024]图7为本技术实施例所公开的冷凝器的结构示意图；
[0025]图8为本技术实施例所公开的直接制冷模块的工作原理图。
[0026]附图标记
[0027]1‑
机箱，11
‑
输入接口，12
‑
通讯接口，13
‑
出风口，14
‑
进风口，2
‑
光路模块，21
‑
壳
体，22
‑
基板，221
‑
过孔，23
‑
泵浦光路，231
‑
泵浦源，232
‑
泵浦合束器，233
‑
单纤，24
‑
激光器光路，241
‑
高反光栅，242
‑
掺镱增益光纤，243
‑
低反光栅，244
‑
剥模器，245
‑
温度传感器，246
‑
光电传感器，247
‑
输出光纤端口，3
‑
直接制冷模块，31
‑
冷凝器，311
‑
翅片，312
‑
高速风扇，32
‑
压缩机，33
‑
热质流体微通道，331
‑
输入口，34
‑
热质流体宏通道，341
‑
输出口，4
‑
隔板，5
‑
电路模块，51
‑
主控制板，52
‑
制冷驱动板，53
‑
电源板，6
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式高功率光纤激光器，包括机箱(1)，所述机箱(1)内设有相连接的光路模块(2)、直接制冷模块(3)和电路模块(5)，其特征在于：所述光路模块(2)包含壳体(21)，所述壳体(21)内的中间设有将其分隔成上下两部分的基板(22)，所述基板(22)的中间设有腔体，所述基板(22)的下方设有泵浦光路(23)，所述基板(22)的上方设有激光器光路(24)，所述泵浦光路(23)包含固定于基板(22)上的相互连接的泵浦源(231)和泵浦合束器(232)，所述激光器光路(24)包含高反光栅(241)、掺镱增益光纤(242)、低反光栅(243)、剥模器(244)和输出光纤端口(247)，所述高反光栅(241)连接泵浦合束器(232)与掺镱增益光纤(242)，所述低反光栅(243)连接掺镱增益光纤(242)与剥模器(244)，所述剥模器(244)与输出光纤端口(247)相连接；所述直接制冷模块(3)包含冷凝器(31)、压缩机(32)、热质流体微通道(33)和热质流体宏通道(34)，所述冷凝器(31)固定于机箱(1)内光路模块(2)的上方，所述压缩机(32)固定于光路模块(2)的侧边，且二者之间设有隔板(4)，所述热质流体微通道(33)和热质流体宏通道(34)串联且均设置于基板(22)的中间腔体内，所述热质流体宏通道(34)两端分别与冷凝器(31)、压缩机(32)相连接；所述电路模块(5)包含主控制板(51)、制冷驱动板(52)和电源板(53)，所述主控制板(51)和电源板(53)固定于隔板(4)上靠近压缩机(32)的侧面，所述制冷驱动板(52)设置于主控制板(51)的下方的机箱(1)内。2.根据权利要求1所述的一种便携式高功率光纤激光器，其特征在于：所述泵浦源(231)采用四个并排于基板(22)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓壮，李星华，植田宪一，
申请(专利权)人：昆山华辰光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：