[發(fā)明專(zhuān)利]超高功率光纖耦合器冷卻模塊結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810146698.6
• 申請(qǐng)日: 2018-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108233157A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史偉;房強(qiáng);龍潤(rùn)澤;張卓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津歐泰激光科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/04
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/04;H01S3/067
• 代理公司: 天津才智專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

一種超高功率光纖耦合器冷卻模塊結(jié)構(gòu)。其包括主結(jié)構(gòu)和副結(jié)構(gòu)；主結(jié)構(gòu)為由垂直板和水平板構(gòu)成的L形板狀結(jié)構(gòu)；水平板表面中部?jī)蓚?cè)部位形成有內(nèi)凹槽小臺(tái)階，兩個(gè)內(nèi)凹槽小臺(tái)階之間的部位為U形中心內(nèi)凹槽；副結(jié)構(gòu)由頂面和三個(gè)側(cè)面構(gòu)成，后端呈開(kāi)口狀，覆蓋在主結(jié)構(gòu)上水平板的表面。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：具有進(jìn)出水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以直接對(duì)超高功率光纖耦合器錐體結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)進(jìn)行散熱。由于內(nèi)凹槽小臺(tái)階的深度小于U形中心內(nèi)凹槽的深度，使得超高功率光纖耦合器錐體與本冷卻模塊結(jié)構(gòu)呈非接觸狀態(tài)，因此有利于增大從超高功率光纖耦合器錐體漏出的泵浦光在本冷卻模塊結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生的散射，同時(shí)利用循環(huán)水的流動(dòng)，以防止熱能過(guò)于集中而燒毀超高功率光纖耦合器錐體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖耦合器封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種超高功率光纖耦合器冷卻模塊結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

高功率光纖耦合器作為高功率光纖激光器的核心元器件，國(guó)內(nèi)外的制造廠商均已將高功率光纖耦合器模塊設(shè)計(jì)成單一模塊化的光纖器件。對(duì)超高功率光纖耦合器而言，如何提高其超高功率(2kW-100kW)運(yùn)行的穩(wěn)定性十分關(guān)鍵，特別是在超高功率運(yùn)行條件下散熱能力是制約超高功率光纖耦合器向前發(fā)展的絆腳石。超高功率光纖耦合器在高功率泵浦激光傳輸?shù)臈l件下，主要由輸入光纖和輸出光纖組成的超高功率光纖耦合器錐體會(huì)產(chǎn)生一定的漏光，這部分漏光會(huì)使封裝金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部熱量，隨著局部熱量的聚集，超高功率光纖耦合器錐體結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生光學(xué)參數(shù)變化，從而導(dǎo)致高功率光纖耦合器錐體燒毀。為了避免上述局部能量聚集現(xiàn)象的產(chǎn)生，有必要對(duì)高功率光纖耦合器冷卻封裝結(jié)構(gòu)理念進(jìn)行升華，突破之前高功率光纖耦合器冷卻封裝結(jié)構(gòu)的束縛，采用新概念的冷卻結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種超高功率光纖耦合器冷卻模塊結(jié)構(gòu)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的超高功率光纖耦合器冷卻模塊結(jié)構(gòu)包括主結(jié)構(gòu)和副結(jié)構(gòu)；其中主結(jié)構(gòu)為由垂直板和水平板構(gòu)成的L形板狀結(jié)構(gòu)，垂直板的兩側(cè)部位分別形成有一個(gè)進(jìn)水孔和一個(gè)出水孔；水平板的表面中部?jī)蓚?cè)部位分別向下凹陷形成有一個(gè)內(nèi)凹槽小臺(tái)階，兩個(gè)內(nèi)凹槽小臺(tái)階之間的部位為U形中心內(nèi)凹槽，并且U形中心內(nèi)凹槽的深度大于內(nèi)凹槽小臺(tái)階的深度，其中兩個(gè)內(nèi)凹槽小臺(tái)階分別用于設(shè)置超高功率光纖耦合器錐體中的輸入光纖和輸出光纖；副結(jié)構(gòu)由頂面和三個(gè)側(cè)面構(gòu)成，后端呈開(kāi)口狀，覆蓋在主結(jié)構(gòu)上水平板的表面，并且主結(jié)構(gòu)上的垂直板封堵在副結(jié)構(gòu)的后端開(kāi)口處；主結(jié)構(gòu)和副結(jié)構(gòu)之間的連接處利用密封膠密封。

所述的進(jìn)水孔和出水孔的直徑均為8mm。

所述的內(nèi)凹槽小臺(tái)階和U形中心內(nèi)凹槽的表面粗糙度為可辯加工痕跡方向Ra1.6。

本發(fā)明提供的超高功率光纖耦合器冷卻模塊結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)具有進(jìn)出水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以直接對(duì)超高功率光纖耦合器錐體結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)進(jìn)行散熱。通過(guò)流動(dòng)的水循環(huán)系統(tǒng)，及時(shí)將超高功率光纖耦合器冷卻模塊結(jié)構(gòu)內(nèi)部的能量通過(guò)循環(huán)水流直接導(dǎo)出，可避免超高功率光纖耦合器局部能量聚集現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2)由于內(nèi)凹槽小臺(tái)階的深度小于U形中心內(nèi)凹槽的深度，使得超高功率光纖耦合器錐體與本冷卻模塊結(jié)構(gòu)呈非接觸狀態(tài)，因此有利于增大從超高功率光纖耦合器錐體漏出的泵浦光在本冷卻模塊結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生的散射，同時(shí)利于循環(huán)水的流動(dòng)，形成實(shí)時(shí)散熱狀態(tài)，以防止熱能過(guò)于集中而燒毀超高功率光纖耦合器錐體。另外，可以減少循環(huán)水流的流動(dòng)對(duì)超高功率光纖耦合器錐體結(jié)構(gòu)的直接外力沖擊，防止因?yàn)殚L(zhǎng)期外力沖擊對(duì)超高功率光纖耦合器錐體產(chǎn)生外力破壞。

3)本超高功率光纖耦合器冷卻模塊結(jié)構(gòu)可以直接集成到高功率光纖激光器系統(tǒng)中，可在研制高功率光纖激光器時(shí)直接在水冷板上刻制相關(guān)凹槽，將高功率光纖激光器小型化，集成化。此種模塊結(jié)構(gòu)不僅可以將高功率光纖耦合器直接集成到高功率光纖激光器水冷板上，同時(shí)對(duì)于泵浦光源、增益介質(zhì)(摻土光纖)、高能光柵等核心超高功率光纖元器件都可以直接采用類(lèi)似封裝模塊結(jié)構(gòu)，直接集成到高功率光纖激光器冷卻系統(tǒng)中，最終可形成新概念小型化的高功率光纖激光器。

附圖說(shuō)明