用于激光传输的浸泡式水冷光纤头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于激光传输的浸泡式水冷光纤头，包括冷却空腔、光纤、导流套，光纤密封在冷却空腔内且穿过导流套，且冷却空腔上设有冷却水进口和冷却水出口，导流套用环氧树脂胶胶连在冷却空腔内壁上，导流套上设的出水口与冷却空腔冷却水出口胶连在一起。本实用新型专利技术有效地提高冷却效率，从而可以用光纤传输更大功率的激光。并增加了温度传感器，主要是检测没有水冷部分的光纤温度，这个传感器是光纤的第二个保障。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光领域，特别涉及一种用于激光传输的浸泡式水冷光纤头。
技术介绍
激光的远距离传输必须要用到光纤，但是，将激光耦合到光纤中的时候，激光将在 光纤端面形成一个较大的能量场(光纤的中间段则不会有这样的能量场聚集)，于是，将会 产生非常多的冗余热量，这个热量将是破坏性的，它将改变光束质量，或者烧坏光纤，而且， 这个破坏性的热量将随着激光能量的增加而增加。一般而言，对于小功率的激光，如通讯行业的激光，由于能量比较低，基本上不用 考虑这个热量的问题，但是，对于大功率的激光，如用于切割、焊接的激光，这个破坏性的 热量将不容忽视，必须要用到水冷方式进行散热处理，但是，目前的水冷光纤头都不是严格 意义上的水冷，效果极其的差，原因是发热的光纤并没有直接用水进行冷却，而是将热量 首先传递到空气，空气再传递到金属，金属再传递到水，这个过程是一个简洁冷却的过程， 简洁冷却的热转换效率是相当低的，在实践中也证实了这样效率极其差的状态，经常的会 有光纤被烧坏，导致激光设备不能正常使用，若能将水直接冷却光纤，冷却效率将是最好 的。在这样的前提下，一种浸泡式水冷光纤头就被研发出来了 参见图1 冷却水将从9-2进入，由9-1出来，冷却水直接接触光纤22，当水从9_2进入后，在 导流套9的作用下，将沿着导流套的外壁往左右流动，从导流套内腔进入，最后由9-1出来， 过程中，光纤是直接浸泡在冷却水中进行冷却的。
技术实现思路
本技术的目的为了克服上述现有技术存在的问题及缺点，提供一种用于激光 传输的浸泡式水冷光纤头，本技术具有冷却效率高，从而可以用光纤传输更大功率的 激光。本技术的技术方案如下一种用于激光传输的浸泡式水冷光纤头，包括冷却空腔、光纤、导流套，其特征在 于光纤密封在冷却空腔内且穿过导流套，且冷却空腔上设有冷却水进口和冷却水出口，导 流套用环氧树脂胶胶连在冷却空腔内壁上，导流套上设的出水口与冷却空腔冷却水出口胶 连在一起。所述的冷却空腔由二个小螺纹圈、二个压圈、二个小0型圈、二个大螺纹圈、一个 前端盖、一个后端盖、大0型圈、外套筒组成，前后二个小0型圈、前后二个大0型圈进行密 封而形成的一个密闭冷却空腔，前后二个小0型圈将光纤22的前后密封，前后二个大0型 圈将外套筒8的前后密封，前端盖压住一大0型圈，一大螺纹圈的螺纹与外套筒旋合并将压 紧前端盖和一大0型圈，一压圈压住一小0型圈，一小螺纹圈与一大螺纹圈的内螺纹旋合并将压紧一压圈和一小0型圈，后端盖压住另一大0型圈，另一大螺纹圈的螺纹与套筒旋合并 将压紧后端盖和另一大0型圈，另一压圈压住另一小0型圈，另一小螺纹圈与另一大螺纹圈 的内螺纹旋合并将压紧另一压圈和另一小0型圈。还包括传感器固定套、温度传感器、滑动套筒、连接套筒、金属软管，连接套筒与外 套筒通过螺纹连接在一起，滑动套筒套入连接套筒内能轴向滑移，滑动套筒内放置传感器 固定套，温度传感器安装在传感器固定套的缺口中，金属软管插入滑动套筒的尾部并用紧 定螺钉固定。还包括保护帽，保护帽安装在冷却空腔的端部。本技术如果没有导流套9，冷却水将会由入口 9-2直接走捷径而快速的由9-1 出去，于是，光纤的头部处的冷却水将不会流动，而形成“死水”，这将导致冷却效果恶化。于 是，考虑设计了导流套9，导流套9会将冷却水分为外层和内层，光纤处在冷却水的内层，水 在这里没有“死水”，将会提高冷却效果。保护帽1是对光纤22的断面起保护作用的的一个零件，使用时，将会去掉这个保 护帽。滑动套筒18可以在连接套筒20内轴向滑移一段不长的距离，是用于光纤以及套在 光纤外面的金属软管21在盘曲或伸展时，光纤与金属软管有长度上的变动，而这个可以滑 移的套筒18就是为了保证光纤与金属软管的长度差补偿。滑动套筒18内放置传感器固定 套16，无需固定，需要时可以随时顶出来，方便更换温度传感器17。温度传感器17安装在 传感器固定套16的缺口中，主要是检测水冷外的光纤温度，这个传感器是光纤的第二个保 障当水冷不足以降低光纤温度的时候，升高的光纤温度将会让温度传感器17感受到，将 控制系统停止激光的输出，从而对光纤进行第二次保护。本技术的特点1、光纤的头部完全浸泡在冷却水中，保持最佳的冷却效果，从 而能让大功率激光通过光纤进行传导。2、在无水冷段的光纤出，增设了温度传感器，形成了 第二道保障防线，当无水冷段的光纤温度过高的时候，可以通过系统的控制，停止激光的输 出，从而保证光纤的安全。附图说明图1是浸泡式水冷光纤头的总装图。图2是浸泡式水冷光纤头各个零件的装配顺序图。具体实施方法结合附图对本技术作进一步的描述。参见图1、图2，本技术包括保护帽1、冷却空腔、光纤22、导流套9、传感器固定 套16、温度传感器17、滑动套筒18、连接套筒20、金属软管21，光纤22密封在冷却空腔内且 穿过导流套9，且冷却空腔上设有冷却水进口 9-2和冷却水出口 9-1，导流套9用环氧树脂 胶胶连在冷却空腔内壁上，导流套9上设的出水口与冷却空腔冷却水出口胶连在一起；所 述的冷却空腔由二个小螺纹圈(2，15)、二个压圈(3，14)、二个小0型圈(4，13)、二个大螺纹 圈(5，12)、一个前端盖6、一个后端盖11、大0型圈(7，10)、外套筒8组成，前后二个小0型 圈(4，13)、前后二个大0型圈(7，10)进行密封而形成的一个密闭冷却空腔，前后二个小0 型圈(4，13)将光纤22的前后密封，前后二个大0型圈(7，10)将外套筒8的前后密封，前 端盖6压住一大0型圈7，一大螺纹圈5的螺纹与外套筒8旋合并将压紧前端盖6和一大0型圈7，一压圈3压住一小0型圈4，一小螺纹圈2与一大螺纹圈5的内螺纹旋合并将压紧 一压圈3和一小0型圈4，后端盖11压住另一大0型圈10，另一大螺纹圈12的螺纹与套筒 8旋合并将压紧后端盖11和另一大0型圈10，另一压圈14压住另一小0型圈13，另一小螺 纹圈15与另一大螺纹圈12的内螺纹旋合并将压紧另一压圈14和另一小0型圈13，保护帽 1安装在冷却空腔的端部；连接套筒20与外套筒8通过螺纹连接在一起，滑动套筒18套入 连接套筒20内能轴向滑移，滑动套筒18内放置传感器固定套16，温度传感器17安装在传 感器固定套16的缺口中，金属软管21插入滑动套筒18的尾部并用紧定螺钉19固定。冷 却水进口 9-2、冷却水出口 9-1将外接快速插头(本图未画)。形成冷却空腔主要是由前后四个0型圈进行密封而形成的一个密闭冷却空腔， 即小0型圈4和13用于光纤22的前后密封，大0型圈7和10用于密封冷却外腔；如果没 有导流套9，冷却水将会由冷却水进口 9-2直接走捷径而快速的由冷却水出口 9-1出去，于 是，光纤的头部处的冷却水将不会流动，而形成“死水”，这将导致冷却效果恶化。于是，考虑 设计了导流套9，导流套9会将冷却水分为外层和内层，光纤处在冷却水的内层，水在这里 没有“死水”，将会提高冷却效果。保护帽1是对光纤22的断面起保护作用的的一个零件，使用时，将会去掉这个保 护帽。滑动套筒18可以在连接套筒20内轴向滑移一段不长的距离，是用于光纤以及套 在光纤外面的金属软管21在盘曲或伸展时，光纤与金属软管有长度上的变动，而这个可以 滑移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光传输的浸泡式水冷光纤头，包括冷却空腔、光纤、导流套，其特征在于：光纤密封在冷却空腔内且穿过导流套，且冷却空腔上设有冷却水进口和冷却水出口，导流套用环氧树脂胶胶连在冷却空腔内壁上，导流套上设的出水口与冷却空腔冷却水出口胶连在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴轩，韩小平，
申请(专利权)人：武汉逸飞激光设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]