一种散热系统及其激光器技术方案

本发明专利技术涉及激光技术领域，提供一种散热系统，收容于激光器机箱内，包括：至少一相变制冷模块和至少一风冷模块，其中，所述激光器中工作温度最高的发热器件和/或热能转化最多的发热器件安装于所述制冷模块的上方，所述激光器中工作温度次高的发热器件或热能转化次多的发热器件安装于所述风冷模块的至少一侧，本发明专利技术采用相变制冷技术，减小了激光器体积，提高了激光器的集成化组装，有利于激光器在多种场合进行应用。合进行应用。合进行应用。

【技术实现步骤摘要】
一种散热系统及其激光器


[0001]本专利技术涉及高功率激光器领域，特别涉及一种散热系统及其激光器。

技术介绍

[0002]光纤激光器具有结构紧凑、散热性能好、转换效率高、光束质量优良和性能稳定等优点已经逐步取代固体激光器、化学激光器等成为当前激光市场上的主流产品，广泛应用于工业制造。然而，在激光器工作过程中，会散发大量的热量，这些热量若不及时中和或者排除会严重的影响激光器的正常使用，甚至直接烧毁激光器。目前，光纤激光器的散热方法主要还是风冷散热和液冷散热。针对小功率光纤激光器，采用风冷散热就可以满足散热需求。针对中高功率的光纤激光器，一般使用液冷散热。但是液冷散热中，需要配置水冷机，水冷机的体积及重量较大，故一般只能设置于激光器外部。随着激光器功率的进一步提高，冷水机的体积和重量就必须加大，才能满足散热需求。这不利于激光器的集成化设计，同时，液冷散热在应用过程中也存在液体泄漏等问题。此外，随着光纤激光器在工业制造的深入使用，对光纤激光器的应用场景也提出了更高的要求。若是外配置庞大的冷水机，不仅使激光器结构复杂，也不利于激光器随意移动，故限制了激光器在不同的场所进行应用。
[0003]此前，虽然也有相关技术介绍采用制冷介质相变的过程(相变制冷)实现激光器高效的散热，但是，制冷介质相变散热原理在中高功率激光器的应用中，其激光器的体积依旧不能进一步减小。例如，专利技术专利：含高效温控装置的光纤激光器(CN201510634911.4)公开的内容可知，机箱内设置有冷凝器、压缩机、节流装置、蒸发冷板，但是其压缩机、冷凝器、蒸发冷板都是固定于机箱底部，激光器机箱体积仍然偏大。
[0004]基于此，本领域申请人，将制冷介质相变散热系统与激光器的内部结构相结合，实现了激光器体积进一步减小，及散热效果的进一步提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例旨在提供一种散热系统，以解决现有技术中激光器中泵浦原散热效果较差以及激光器体积较大的技术问题。
[0006]本专利技术实施例解决其技术问题采用以下技术方案：提供一种高功率激光器散热系统，安装于激光器机箱的内部，包括：至少一相变制冷模块和至少一风冷模块，所述风冷模块位于所述机箱的顶部，与所述激光器中工作温度次高的发热器件或热能转化次多的发热器件配合安装，所述制冷模块位于所述机箱的底部，与所述激光器中工作温度最高的发热器件和/或热能转化最多的发热器件配合安装。
[0007]在一些实施例中，至少一风扇组设置于所述机箱的相对两侧，用于在所述机箱内部形成至少一空气对流空间，所述风冷模块和所述制冷模块上下层叠设置于所述空气对流空间内。
[0008]在一些实施例中，所述风冷模块可翻转的安装于所述机箱的顶部。
[0009]在一些实施例中，所述制冷模块包括压缩机、冷凝器和蒸发冷板，并通过冷却管路
相互连通，所述压缩机和所述冷凝器固定安装所述机箱底板上，所述蒸发冷板架设于所述冷凝器的上方。
[0010]在一些实施例中，所述蒸发冷板到所述机箱底板的距离大于或接近等于所述冷凝器到所述机箱底板的距离，所述压缩机到所述机箱底板的距离大于或等于所述蒸发冷板到所述机箱底板的距离，小于或等于所述风冷模块到所述机箱底板的距离。
[0011]在一些实施例中，所述机箱内设有多个制冷模块，所述多个制冷模块中的至少两个蒸发冷板设置于同一平面上，所述至少两个蒸发冷板之间为独立设置或通过冷却管路相互连通。
[0012]本专利技术同时提供一种激光器，包括：光源、增益放大光路和如上所述的散热系统，所述光源和/或所述增益放大光路的至少部分设置于所述制冷模块的上方。
[0013]本专利技术同时提供一种激光器，包括：光源、增益放大光纤和上述散热系统，所述光源和/或所述增益放大光纤的至少部分设置于所述制冷模块的上方，
[0014]在一些实施例中，所述光源和/或所述增益放大光纤的部分设置于所述风冷模块的至少一侧。
[0015]在一些实施例中，所述激光器为多级放大MOPA光纤激光器，所述光源包括种子源和至少一级放大泵浦源吗，所述增益放大光纤包括至少一级增益放大光纤所。
[0016]在一些实施例中，所述激光器机箱内设有机架，所述机架上铰合安装有至少一层可翻转的安装架，所述机架、所述安装架与所述散热系统配合，将所述机箱内部自上而下分隔为多个层叠的安装空间，用于分别承载固定所述光源、所述至少一级放大泵浦源和所述至少一级增益放大光纤。
[0017]本专利技术的有益效果：(1)由于采用相变制冷技术，将激光器的发热器件紧密贴合蒸发冷板，提高了激光光源的散热效率，又蒸发冷板设置于激光器机箱的风冷模块与冷凝器之间，进一步较小了激光器的体积，提高了激光器的集成化组装，有利于激光器在多种场合进行应用。(2)本专利技术提供的散热系统中所述压缩机到所述机箱底板的距离大于或等于所述散热系统其它部件到所述机箱底板的距离，小于所述光纤盘到所述机箱底板的距离，避免了将所述光纤盘也固定于所述机箱底板上，充分的利用了所述压缩机的高度，进一步减小了激光器的体积。(3)风冷模块的设置，提高了激光器机箱内空气的定向流动速度，又因激光器机箱体积的减小，则机箱内空气流动的路程减小，进一步的加速了所述冷凝器的散热，提高相变制冷的效率，即提高激光器激光光源的散热效率。(4)多层机架将机箱空间划分为多层，充分利用空间，减小了激光器的体积的同时保证了蒸发冷板产生的冷量充分的与所述发热器件产生的热量中和，以达到高效率制冷散热效果。
附图说明
[0018]一个或者多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同数字符号的元件/模块表示为类似的元件/模块，除非特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0019]图1是本专利技术实施例一中激光器的立体图；
[0020]图2是本专利技术实施例一中激光器的另一角度立体图；
[0021]图3是本专利技术实施例一中散热系统的部分结构示意图；；
[0022]图4是本专利技术实施例一中激光器的部分结构示意图；
[0023]图5是在图4的基础上移去光纤盘后另一角度结构示意图；
[0024]图6是本专利技术实施例一中激光器中激光光源、蒸发冷板、机架之间的分解图；
[0025]图7是本专利技术实施例一中激光器的结构示意图。
[0026]图8本专利技术实施例二提供的激光器中盖体未合上时的内部结构示意图；
[0027]图9本专利技术实施例二提供的激光器中盖体合上时的内部结构示意图；
[0028]图10本专利技术实施例二提供的激光器中泵浦源与蒸发冷板之间的爆炸图；
[0029]图11本专利技术实施例二提供的激光器的结构示意图；
[0030]图12本专利技术实施例基于图11提供的激光器的另一角度结构示意图。
具体实施方式
[0031]为了便于理解本发专利技术，下面结合附图和具体实施例一，对本专利技术进行更详细的说明。需要说的是，当元件被表述为“设置于”、“固定于”、“安装于”另一个元件，它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器散热系统，安装于激光器机箱的内部，其特征在于，包括：至少一相变制冷模块和至少一风冷模块；所述风冷模块位于所述机箱的顶部，与所述激光器中工作温度次高的发热器件或热能转化次多的发热器件配合安装；所述制冷模块位于所述机箱的底部，与所述激光器中工作温度最高的发热器件和/或热能转化最多的发热器件配合安装。2.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，至少一风扇组设置于所述机箱的相对两侧，用于在所述机箱内部形成至少一空气对流空间，所述风冷模块和所述制冷模块上下层叠设置于所述空气对流空间内。3.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述风冷模块可翻转的安装于所述机箱的顶部。4.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述制冷模块包括压缩机、冷凝器和蒸发冷板，并通过冷却管路相互连通，所述压缩机和所述冷凝器固定安装所述机箱底板上，所述蒸发冷板架设于所述冷凝器的上方。5.如权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述蒸发冷板到所述机箱底板的距离大于或接近等于所述冷凝器到所述机箱底板的距离，所述压缩机到所述机箱底板的距离大于或等于所述蒸发冷板到所述机箱底板的距离，小于或...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋峰，张正军，杨吉桦，张金华，
申请(专利权)人：苏州创鑫激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：