[實用新型]超高功率光纖耦合器冷卻模塊結構

有效

• 申請號: 201820252275.8
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN207853162U
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 史偉;房強;龍潤澤;張卓
• 申請（專利權）人: 天津歐泰激光科技有限公司
• 主分類號: H01S3/04
• 分類號: H01S3/04;H01S3/067
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種超高功率光纖耦合器冷卻模塊結構。其包括主結構和副結構；主結構為由垂直板和水平板構成的L形板狀結構；水平板表面中部兩側部位形成有內凹槽小臺階，兩個內凹槽小臺階之間的部位為U形中心內凹槽；副結構由頂面和三個側面構成，后端呈開口狀，覆蓋在主結構上水平板的表面。本實用新型優點：具有進出水結構設計，可以直接對超高功率光纖耦合器錐體結構實時進行散熱。由于內凹槽小臺階的深度小于U形中心內凹槽的深度，使得超高功率光纖耦合器錐體與本冷卻模塊結構呈非接觸狀態，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構表面產生的散射，同時利用循環水的流動，以防止熱能過于集中而燒毀超高功率光纖耦合器錐體。

技術領域

本實用新型屬于光纖耦合器封裝技術領域，尤其是涉及一種超高功率光纖耦合器冷卻模塊結構。

背景技術

高功率光纖耦合器作為高功率光纖激光器的核心元器件，國內外的制造廠商均已將高功率光纖耦合器模塊設計成單一模塊化的光纖器件。對超高功率光纖耦合器而言，如何提高其超高功率(2kW-100kW)運行的穩定性十分關鍵，特別是在超高功率運行條件下散熱能力是制約超高功率光纖耦合器向前發展的絆腳石。超高功率光纖耦合器在高功率泵浦激光傳輸的條件下，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產生一定的漏光，這部分漏光會使封裝金屬結構產生局部熱量，隨著局部熱量的聚集，超高功率光纖耦合器錐體結構會產生光學參數變化，從而導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象的產生，有必要對高功率光纖耦合器冷卻封裝結構理念進行升華，突破之前高功率光纖耦合器冷卻封裝結構的束縛，采用新概念的冷卻結構。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種超高功率光纖耦合器冷卻模塊結構。

為了達到上述目的，本實用新型提供的超高功率光纖耦合器冷卻模塊結構包括主結構和副結構；其中主結構為由垂直板和水平板構成的L形板狀結構，垂直板的兩側部位分別形成有一個進水孔和一個出水孔；水平板的表面中部兩側部位分別向下凹陷形成有一個內凹槽小臺階，兩個內凹槽小臺階之間的部位為U形中心內凹槽，并且U形中心內凹槽的深度大于內凹槽小臺階的深度，其中兩個內凹槽小臺階分別用于設置超高功率光纖耦合器錐體中的輸入光纖和輸出光纖；副結構由頂面和三個側面構成，后端呈開口狀，覆蓋在主結構上水平板的表面，并且主結構上的垂直板封堵在副結構的后端開口處；主結構和副結構之間的連接處利用密封膠密封。

所述的進水孔和出水孔的直徑均為8mm。

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

本實用新型提供的超高功率光纖耦合器冷卻模塊結構具有以下優點：

1)具有進出水結構設計，可以直接對超高功率光纖耦合器錐體結構實時進行散熱。通過流動的水循環系統，及時將超高功率光纖耦合器冷卻模塊結構內部的能量通過循環水流直接導出，可避免超高功率光纖耦合器局部能量聚集現象的產生。

2)由于內凹槽小臺階的深度小于U形中心內凹槽的深度，使得超高功率光纖耦合器錐體與本冷卻模塊結構呈非接觸狀態，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構表面產生的散射，同時利于循環水的流動，形成實時散熱狀態，以防止熱能過于集中而燒毀超高功率光纖耦合器錐體。另外，可以減少循環水流的流動對超高功率光纖耦合器錐體結構的直接外力沖擊，防止因為長期外力沖擊對超高功率光纖耦合器錐體產生外力破壞。

3)本超高功率光纖耦合器冷卻模塊結構可以直接集成到高功率光纖激光器系統中，可在研制高功率光纖激光器時直接在水冷板上刻制相關凹槽，將高功率光纖激光器小型化，集成化。此種模塊結構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，同時對于泵浦光源、增益介質(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似封裝模塊結構，直接集成到高功率光纖激光器冷卻系統中，最終可形成新概念小型化的高功率光纖激光器。