本申請屬于光纖激光器，具體地，涉及一種增益光纖液冷散熱裝置。

背景技術：

1、光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器，具有轉換效率高、光束質量好、結構緊湊和可靠性高等優(yōu)點，在光通訊、工業(yè)制造、國防安全、醫(yī)療器械等領域得到廣泛應用。

2、隨著光纖激光器輸出功率水平的不斷提升，散熱問題已經成為制約光纖激光器輸出功率進一步提高的制約因素，其中增益光纖的散熱處理尤為重要。如果增益光纖的溫度過高，會導致量子效率降低，基質材料折射率變化，以及熱透鏡效應等，這些都會影響光纖激光器的輸出功率和光束質量，甚至還可能會發(fā)生增益光纖熔斷的情況。因此，如何快速有效地冷卻增益光纖對于提高光纖激光器的性能和穩(wěn)定性至關重要。

3、現有的增益光纖冷卻裝置，一般采用間接接觸傳導冷卻的方式進行散熱，通常將增益光纖盤繞在冷卻板或圓柱表面，再使用大量的導熱膠進行封裝，熱量通過導熱膠傳遞給冷卻板或圓柱，再由冷卻介質(如冷卻液、空氣等)將熱量帶走。這種方式熱交換速度慢，熱量無法及時散出去，可能會導致光纖激光器無法正常工作。

4、針對以上問題，專利號為cn202122106347.2的中國專利公開了將增益光纖封裝在液冷管內，使增益光纖與冷卻液直接接觸，冷卻液保持流動將增益光纖的熱量帶走，實現高效散熱。但是光纖激光器在實際制作中，增益光纖的長度為幾米至幾十米，且需要將增益光纖盤繞成直徑為幾厘米至幾十厘米的閉環(huán)結構，以控制輸出效率和光束質量。若采用此專利公開的裝置對增益光纖進行冷卻，則需要使用很長的液冷管，不便于集成安裝，且不銹鋼材質的液冷管很難盤繞成直徑很小的閉環(huán)結構，其可實施性較低。

技術實現思路

1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N增益光纖液冷散熱裝置，使增益光纖與冷卻液直接接觸散熱，入纖熔接段和出纖熔接段與冷卻液間接換熱，從而在提高散熱效率的同時避免入纖熔接段和出纖熔接段直接與冷卻液接觸，且便于集成。

2、一種增益光纖液冷散熱裝置，包括殼體、入纖組件和出纖組件，所述殼體內具有用于容納冷卻液的容納腔，所述容納腔內設有柱體，所述柱體安裝在所述殼體的底部，所述柱體上盤繞有增益光纖；

3、所述入纖組件和所述出纖組件均設置在所述殼體的側壁上，并與所述容納腔連通，所述增益光纖的入纖熔接段位于所述入纖組件內，所述增益光纖的出纖熔接段位于所述出纖組件內；

4、所述入纖組件內設有第一導熱密封部，通過所述第一導熱密封部對所述入纖熔接段進行密封和導熱，所述出纖組件內設有第二導熱密封部，通過所述第二導熱密封部對所述出纖熔接段進行密封和導熱。

5、優(yōu)選地，所述第一導熱密封部包括填充在所述入纖熔接段外周并包覆所述入纖熔接段的第一導熱膠和填充在所述入纖熔接段兩端的第一密封膠，所述第一密封膠位于所述第一導熱膠的外側。

6、優(yōu)選地，所述入纖組件包括入纖管和第一連接件，所述入纖管通過所述第一連接件安裝在所述殼體的側壁上，并與所述容納腔連通；

7、所述入纖熔接段、所述第一導熱膠和所述第一密封膠均位于所述入纖管內。

8、優(yōu)選地，所述入纖管上開設有第一注膠口，通過所述第一注膠口向所述入纖管內填充所述第一導熱膠；和/或，

9、所述第一連接件上開設有入纖密封槽，所述入纖密封槽內設有密封條，當所述入纖管通過所述第一連接件安裝在所述殼體的側壁上時，所述入纖密封槽內的密封條抵接在所述殼體的側壁上。

10、優(yōu)選地，所述第二導熱密封部包括填充在所述出纖熔接段外周并包覆所述出纖熔接段的第二導熱膠和填充在所述出纖熔接段兩端的第二密封膠，所述第二密封膠位于所述第二導熱膠的外側。

11、優(yōu)選地，所述出纖組件包括出纖管和第二連接件，所述出纖管通過所述第二連接件安裝在所述殼體的側壁上，并與所述容納腔連通；

12、所述出纖熔接段、所述第二導熱膠和所述第二密封膠均位于所述出纖管內。

13、優(yōu)選地，所述出纖管上開設有第二注膠口，通過所述第二注膠口向所述出纖管內填充所述第二導熱膠；和/或，

14、所述第二連接件上開設有出纖密封槽，所述出纖密封槽內設有密封條，當所述出纖管通過所述第二連接件安裝在所述殼體的側壁上時，所述出纖密封槽內的密封條抵接在所述殼體的側壁上。

15、優(yōu)選地，所述殼體的頂部安裝有蓋板。

16、優(yōu)選地，所述殼體的頂部開設有密封槽，所述密封槽內設有密封條，當所述蓋板安裝在所述殼體的頂部時，所述密封槽內的密封條抵接在所述蓋板的底部。

17、優(yōu)選地，所述殼體的側壁開設有進液口和排液口。

18、本申請的有益效果是：通過將增益光纖盤繞在置于容納腔內的柱體上，并向容納腔內注入冷卻液，使增益光纖與冷卻液直接接觸散熱，同時將入纖熔接段和出纖熔接段分別收納于入纖組件和出纖組件內，并通過第一導熱密封部和第二導熱密封部分別對入纖熔接段和出纖熔接段進行密封和導熱，使入纖熔接段和出纖熔接段與冷卻液間接換熱，可避免入纖熔接段、出纖熔接段直接與冷卻液接觸的同時提高增益光纖的散熱效率，從而避免入纖熔接段、出纖熔接段和增益光纖的溫度過高導致激光器失效和性能下降，并可保證增益光纖盤繞成的閉環(huán)結構具有合適的彎曲直徑，從而保持較高的轉換效率和較好的光束質量，其結構簡單，便于集成。

技術特征：

1.一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，包括殼體(1)、入纖組件(2)和出纖組件(3)，所述殼體(1)內具有用于容納冷卻液的容納腔(11)，所述容納腔(11)內設有柱體(4)，所述柱體(4)安裝在所述殼體(1)的底部，所述柱體(4)上盤繞有增益光纖(5)；

2.根據權利要求1所述的一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，所述第一導熱密封部(21)包括填充在所述入纖熔接段(51)外周并包覆所述入纖熔接段(51)的第一導熱膠(211)和填充在所述入纖熔接段(51)兩端的第一密封膠(212)，所述第一密封膠(212)位于所述第一導熱膠(211)的外側。

3.根據權利要求2所述的一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，所述入纖組件(2)包括入纖管(22)和第一連接件(23)，所述入纖管(22)通過所述第一連接件(23)安裝在所述殼體(1)的側壁上，并與所述容納腔(11)連通；

4.根據權利要求3所述的一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，所述入纖管(22)上開設有第一注膠口(221)，通過所述第一注膠口(221)向所述入纖管(22)內填充所述第一導熱膠(211)；和/或，

5.根據權利要求1所述的一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，所述第二導熱密封部(31)包括填充在所述出纖熔接段(52)外周并包覆所述出纖熔接段(52)的第二導熱膠(311)和填充在所述出纖熔接段(52)兩端的第二密封膠(312)，所述第二密封膠(312)位于所述第二導熱膠(311)的外側。

6.根據權利要求5所述的一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，所述出纖組件(3)包括出纖管(32)和第二連接件(33)，所述出纖管(32)通過所述第二連接件(33)安裝在所述殼體(1)的側壁上，并與所述容納腔(11)連通；

7.根據權利要求6所述的一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，所述出纖管(32)上開設有第二注膠口(321)，通過所述第二注膠口(321)向所述出纖管(32)內填充所述第二導熱膠(311)和/或，

8.根據權利要求1-7任一所述的一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，所述殼體(1)的頂部安裝有蓋板(6)。

9.根據權利要求8所述的一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，所述殼體(1)的頂部開設有密封槽(7)，所述密封槽(7)內設有密封條，當所述蓋板(6)安裝在所述殼體(1)的頂部時，所述密封槽(7)內的密封條抵接在所述蓋板(6)的底部。

10.根據權利要求1-7任一所述的一種增益光纖液冷散熱裝置，其特征在于，所述殼體(1)的側壁開設有進液口(12)和排液口(13)。

技術總結
本申請?zhí)岢鲆环N增益光纖液冷散熱裝置，包括殼體、入纖組件和出纖組件，殼體內具有用于容納冷卻液的容納腔，容納腔內設有柱體，柱體安裝在殼體的底部，柱體上盤繞有增益光纖；入纖組件和出纖組件均設置在殼體的側壁上，并與容納腔連通，增益光纖的入纖熔接段位于入纖組件內，增益光纖的出纖熔接段位于出纖組件內；入纖組件內設有第一導熱密封部，通過第一導熱密封部對入纖熔接段進行密封和導熱，出纖組件內設有第二導熱密封部，通過第二導熱密封部對出纖熔接段進行密封和導熱。從而在避免入纖熔接段、出纖熔接段直接與冷卻液接觸的同時提高增益光纖的散熱效率，防止增益光纖溫度過高使激光器失效和性能下降。

技術研發(fā)人員：歐陽書展,王程飛,梁喬春
受保護的技術使用者：武漢帝爾激光科技股份有限公司
技術研發(fā)日：20231220
技術公布日：2024/12/23