[發明專利]一種散熱裝置及光纖激光器

在審

• 申請號: 202011212980.3
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112038876A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 郭超;顏冬林;趙鵬飛;楚秋慧;舒強;張昊宇;林宏奐;王建軍;景峰
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: H01S3/04
• 分類號: H01S3/04;H01S3/067
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張延薇

本申請涉及激光設備技術領域，具體而言，涉及一種散熱裝置及光纖激光器，包括板狀散熱主體和用于安裝增益光纖的筒狀散熱主體，所述筒狀散熱主體具有內腔，所述板狀散熱主體安裝于所述內腔中，所述板狀散熱主體和所述筒狀散熱主體均用于安裝發熱器件。本申請的目的在于針對目前在某些特定應用場景下例如航空航天等，光纖激光器的安裝空間受限，扁平狀的光纖激光器一般難以布置的問題，提供一種散熱裝置及光纖激光器。

技術領域

本申請涉及激光設備技術領域，具體而言，涉及一種散熱裝置及光纖激光器。

背景技術

高功率光纖激光器由于高光束質量、高轉化效率、高可靠性的優勢在工業科技等領域的應用越來越廣泛，其在激光切割、激光增材制造、激光打標等高端制造項目起到了更大的作用。

高功率光纖激光器的光學結構一般包括增益光纖、集束器以及泵浦激光二極管等，增益光纖作為增益介質完成受激輻射放大，集束器將泵浦光耦合到增益光纖中，激光二極管完成電能到泵浦光轉換。

光纖激光器即是通過光纖將激光二極管輸出激光的波長和光束質量進行轉換的一種光學系統。目前高功率光纖激光器的電光效率約為35%，光纖激光器工作需要通大流量冷卻劑將熱負荷帶走，所以目前工業用高功率光纖激光器的體積比較龐大而且重量很重。

傳統的千瓦級光纖激光器主要機械結構包括平板結構熱沉和2U鈑金機箱封裝，增益光纖、集束器及激光二極管等器件通常固定在平板結構的水冷結構件上，增益光纖通過導熱膠等材料固定于平板熱沉的跑道型凹槽內，集束器等通過螺釘與平板熱沉連接，平板型水冷結構件的背面為泵浦激光二極管。傳統的光纖激光器結構為扁平狀，但是在某些特定應用場景下例如航空航天等，光纖激光器的安裝空間受限，扁平狀的光纖激光器一般難以布置。

發明內容

本申請的目的在于針對目前在某些特定應用場景下例如航空航天等，光纖激光器的安裝空間受限，扁平狀的光纖激光器一般難以布置的問題，提供一種散熱裝置及光纖激光器。

為了實現上述目的，本申請采用以下技術方案：

本申請的一個方面提供一種散熱裝置，包括板狀散熱主體和用于安裝增益光纖的筒狀散熱主體，所述筒狀散熱主體具有內腔，所述板狀散熱主體安裝于所述內腔中，所述板狀散熱主體和所述筒狀散熱主體均用于安裝發熱器件。

可選地，在所述板狀散熱主體和所述筒狀散熱主體內均布置有冷卻劑流道，以通過流經所述冷卻劑流道的冷卻劑與所述板狀散熱主體和所述筒狀散熱主體進行熱交換；所述內腔用于供氣流流通以通過所述氣流與所述板狀散熱主體和所述筒狀散熱主體進行熱交換。

該技術方案的有益效果在于：通過冷卻劑及風冷散熱結合的散熱方式，有效提高散熱裝置的散熱能力，保證散熱裝置的散熱效果。而且，由于散熱裝置具有較好的散熱效果，各器件及增益光纖的布置可以適當的更加緊湊，進而減小散熱裝置的體積和重量，也相應減小了應用了該散熱裝置的光纖激光器的體積和重量，使散熱裝置及應用了該散熱裝置的光纖激光器更適配一些對部件的安裝空間、體積及重量有較嚴格限制的應用平臺。

可選地，在所述筒狀散熱主體的外壁上形成有光纖跑道，所述光纖跑道沿所述筒狀散熱主體的軸向延伸并沿所述筒狀散熱主體的軸向呈螺旋形分布。

該技術方案的有益效果在于：將光纖跑道設置在筒狀散熱主體的外壁，便于光纖跑道的成型，也便于增益光纖的安裝。

可選地，所述筒狀散熱主體具有內壁，所述內壁圍合成所述內腔，在所述內壁上形成有光纖跑道，所述光纖跑道沿所述筒狀散熱主體的軸向延伸并沿所述筒狀散熱主體的軸向呈螺旋形分布。

該技術方案的有益效果在于：這樣結合內腔中氣流和筒狀散熱主體內的冷卻劑同時對增益光纖散熱，使增益光纖獲得較好的散熱效果。

可選地，所述筒狀散熱主體的橫截面的邊緣及所述內腔的橫截面均為橢圓形；