[發明專利]一種溫度分布可時空調制的高功率光纖激光器模塊化熱管理裝置

在審

• 申請號: 201911125928.1
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110829158A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 韓凱;崔文達;婁兆凱;李霄;杜少軍;奚小明;王小林;陳敏孫;劉昊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H01S3/04
• 分類號: H01S3/04;H01S3/042
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種溫度分布可時空調制的高功率光纖激光器模塊化熱管理裝置，其特征在于，包括模塊化水冷盤(1)、控制模塊(2)、控制總線(3)、數據總線(4)和溫度快速調控模塊(5)；

所述模塊化水冷盤(1)由多個光纖調溫件(11)連接形成，高功率激光器的光纖固定在相連的多個光纖調溫件(11)上，以通過控制每個光纖調溫件內溫度不同實現對光纖進行分段、分時溫度控制；

所述溫度快速調控模塊(5)的數量與光纖調溫件(11)相同，與模塊化水冷盤(1)上的光纖調溫件(11)一一對應連接，用于對光纖調溫件(11)進行溫度調節控制；

所述控制模塊(2)通過控制總線(3)連接多個溫度快速調控模塊(5)，以通過控制溫度快速調控模塊(5)實現多個光纖調溫件(11)的分別溫度調控；控制模塊(2)通過數據總線(4)連接光纖調溫件(11)，用于獲取光纖調溫件(11)的溫度數據，并以此形成控制溫度快速調控模塊(5)的調控指令。

2.如權利要求1所述的溫度分布可時空調制的高功率光纖激光器模塊化熱管理裝置，其特征在于，所述光纖調溫件(11)包括散熱基底(111)、水流通道(112)、光纖凹槽(115)、導軌槽(113)、溫度傳感器(116)，入水口(117)以及出水口(118)；

所述散熱基底(111)由高熱導率材料制作，所述高熱導率是指導熱系數大于200W/mK，散熱基底(111)用于安裝設置其他部件且傳導熱量；

所述水流通道(112)均勻分布在光纖調溫件(11)內部，與光纖調溫件(11)表面的入水口(117)和出水口(118)連接，以通過水流進出進行溫度調節和控制；

所述光纖凹槽(115)設置在光纖調溫件(11)的上表面，用于嵌入和固定光纖；

所述導軌槽(113)設置在光纖調溫件(11)下部，以通過光學導軌將多個光纖調溫件(11)串聯形成回型排列的模塊化水冷盤(1)；

所述溫度傳感器(116)設置在散熱基底(111)表面且與控制模塊(2)通過數據總線(4)相連接，用于測量散熱基底(111)的溫度，并將獲得的溫度數據傳輸給控制模塊(2)。

3.如權利要求2所述的溫度分布可時空調制的高功率光纖激光器模塊化熱管理裝置，其特征在于，

所述溫度快速調控模塊(5)包括冷水電子流量閥(51)和和熱水電子流量閥(52)；

所述冷水電子流量閥(51)連通冷水管道，所述熱水電子流量閥(52)連通熱水管道，冷水電子流量閥(51)和熱水電子流量閥(52)的另一端均連通至光纖調溫件(11)的入水口(117)；

控制模塊(2)經控制總線(3)與所述冷水電子流量閥(51)和熱水電子流量閥(52)連接，以控制流量閥的開啟度從而調節控制進入光纖調溫件(11)的入水口(117)的溫度。

4.如權利要求2所述的溫度分布可時空調制的高功率光纖激光器模塊化熱管理裝置，其特征在于，所述散熱基底(111)為四棱臺結構，所述四棱臺結構的上、下表面與側面之間的角度大于90°或小于90°，以使多個光纖調溫件(11)組合連接時，相鄰兩個光纖調溫件(11)的側邊之間存在空隙，從而有效地隔離熱量的傳輸，使光纖調溫件(11)保持各自的溫度。

5.如權利要求2所述的溫度分布可時空調制的高功率光纖激光器模塊化熱管理裝置，其特征在于，所述導軌槽(113)的垂直方向設置有導軌槽螺孔(114)，以使螺母穿過導軌槽螺孔(114)將光學導軌固定在導軌槽(113)上。

6.如權利要求2所述的溫度分布可時空調制的高功率光纖激光器模塊化熱管理裝置，其特征在于，所述光纖凹糟(115)的寬度小于2mm。