專利名稱：筒形光纖整體冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高功率光纖激光器，特別是一種用于高功率光纖激 光器供光纖制冷的筒形光纖整體冷卻裝置。
背景技術(shù)：
雙包層摻稀土光纖用于高功率激光輸出時(shí)，光纖內(nèi)的激光介質(zhì)的由 于受到泵浦光作用所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，引起光纖溫度上升，導(dǎo)致出射激光
光束質(zhì)量及效率下降(Wang， Y. Xu， C. Q. and Po, H. (2004) Thermal effects in kilowatt fiber lasers. Photonics Technology Letters, IEEE 16， 63-65.)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種光纖整體冷卻裝置，實(shí)現(xiàn)高功率光 纖激光器內(nèi)的雙包層摻稀土光纖工作在下常溫度范圍內(nèi)，保證出射激光 束的光束質(zhì)量和效率，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱均勻、制冷效果明顯、 實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下
一種用于高功率光纖激光器供光纖制冷的筒形光纖整體冷卻裝置， 其特點(diǎn)是該裝置由多通道光纖制冷內(nèi)筒和多通道光纖制冷外筒組成， 所述的多通道光纖制冷內(nèi)筒的外表面設(shè)有內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽，體內(nèi) 具有多個(gè)內(nèi)筒制冷水通道，該內(nèi)筒制冷水通道的兩端分別為內(nèi)筒進(jìn)水口 和內(nèi)筒出水口，所述的多通道光纖外筒的筒體有多個(gè)外筒制冷水通道， 兩端分別有外筒進(jìn)水口和外筒出水口，該多通道光纖外筒的內(nèi)壁設(shè)有外 筒螺旋線半圓形凹槽且與所述的內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽相對(duì)應(yīng)，供所述 的光纖密合固定，以使所述的光纖與所述的多通道光纖制冷內(nèi)筒和多通
3道光纖制冷外筒形成良好的熱傳導(dǎo)關(guān)系。
所述的多通道光纖制冷內(nèi)筒和多通道光纖制冷外筒采用銅或鋁制成 且dl《d2，其中dl為多通道光纖制冷內(nèi)筒的外徑，d2為多通道光纖 制冷外筒的內(nèi)徑。
所述的內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽和外筒螺旋線半圓形凹槽的直徑與所 述的光纖的直徑相當(dāng)，用于所述的光纖纏繞密合固定。
所述的多個(gè)內(nèi)筒制冷水通道相通形成是一個(gè)圓筒形空腔薄殼體，其
兩端具有多個(gè)內(nèi)筒進(jìn)水口和多個(gè)內(nèi)筒出水口。
所述的多個(gè)外筒制冷水通道相通形成是一個(gè)圓筒形空腔薄殼體，其 兩端具有多個(gè)內(nèi)筒進(jìn)水口和多個(gè)內(nèi)筒出水口。
本實(shí)用新型筒形光纖整體冷卻裝置，是利用熱傳導(dǎo)效應(yīng)，通過(guò)對(duì)高 功率光纖激光器中的雙包層摻稀土光纖進(jìn)行表面冷卻散熱，實(shí)現(xiàn)光纖激 光器在高功率條件下的穩(wěn)定工作。將雙包層摻稀土光纖固定于多通道光 纖制冷外筒內(nèi)壁的凹形槽內(nèi)，再利用多通道制冷內(nèi)筒，通過(guò)相互旋轉(zhuǎn)， 將雙包層摻稀土光纖固定于內(nèi)外筒內(nèi)的凹槽內(nèi)。制冷水通過(guò)內(nèi)外筒上的 多通道進(jìn)水口流入，利用熱傳導(dǎo)效應(yīng)，將雙包層摻稀土光纖工作時(shí)產(chǎn)生 的熱量導(dǎo)入制冷水中，吸收了熱量的制冷水再經(jīng)出水口流出，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)雙包層摻稀土光纖的冷卻。


圖1為本實(shí)用新型筒形光纖整體冷卻裝置的內(nèi)筒結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型筒形光纖整體冷卻裝置的外筒結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型筒形光纖整體冷卻裝置外觀立體圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限 制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。請(qǐng)參閱圖l、圖2和圖3，圖l、圖2分別是本實(shí)用新型筒形光纖整 體冷卻裝置一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)筒結(jié)構(gòu)示意圖和外筒結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可見， 本實(shí)用新型筒形光纖整體冷卻裝置由多通道光纖制冷內(nèi)筒1和多通道光 纖制冷外筒2構(gòu)成。所述的多通道光纖制冷內(nèi)筒l的體內(nèi)具有多個(gè)內(nèi)筒 制冷水通道12、該內(nèi)筒制冷水通道12的兩端分別為內(nèi)筒進(jìn)水口 11、內(nèi) 筒出水口 13，在多通道光纖制冷內(nèi)筒1的外表面設(shè)有內(nèi)筒螺旋線半圓形 凹槽14，所述的多通道光纖制冷外筒2的筒體有多個(gè)外筒制冷水通道22， 兩端分別有外筒進(jìn)水口 21和外筒出水口 23，該多通道光纖制冷外筒2 的內(nèi)壁設(shè)有外筒螺旋線半圓形凹槽24且與所述的內(nèi)筒螺旋線半圓形凹 槽14相對(duì)應(yīng)，供所述的光纖密合固定，以使所述的光纖與所述的多通道 光纖制冷內(nèi)筒1和多通道光纖制冷外筒2形成良好的熱傳導(dǎo)關(guān)系。
所述的多通道光纖制冷內(nèi)筒1和多通道光纖制冷外筒2采用銅制成 且dl《d2，其中dl為多通道光纖制冷內(nèi)筒1的外徑，d2為多通道光 纖制冷外筒2的內(nèi)徑。
所述的內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽14和外筒螺旋線半圓形凹槽24的直 徑與所述的光纖的直徑相當(dāng)，用于所述的光纖纏繞密合固定。
使用時(shí)將雙包層摻稀土光纖固定于所述的多通道光纖制冷外筒2 內(nèi)壁的外筒螺旋線半圓形凹槽24內(nèi)，共同構(gòu)成半圓狀的凸形齒，再利用 所述的多通道制冷內(nèi)筒1，通過(guò)相互旋轉(zhuǎn)，將雙包層摻稀土光纖固定于 多通道光纖制冷內(nèi)筒1和多通道光纖制冷外筒2中的凹槽之間。制冷水 通過(guò)內(nèi)外筒上的多通道內(nèi)筒進(jìn)水口 11和外筒進(jìn)水口 21流入，利用熱傳 導(dǎo)效應(yīng)，將雙包層摻稀土光纖工作時(shí)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)入內(nèi)筒制冷水通道12 和外筒制冷水通道22中的流動(dòng)的制冷水中，吸收了熱量的制冷水再經(jīng)內(nèi) 筒出水口 13和外筒出水口 23流出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雙包層摻稀土光纖的冷 卻。本實(shí)用新型可使高功率光纖激光器內(nèi)工作物質(zhì)——雙包層慘稀土光纖工作在正常溫度范圍內(nèi)。
下面舉一具體實(shí)施例介紹如下-
采用雙包層光纖長(zhǎng)度為7.5m，纖芯中摻雜Yb3、光纖直徑為lmm, 內(nèi)包層尺寸為100x200//m (NA=0.47)，纖芯直徑為25/zm (NA=0.16); 多通道光纖制冷內(nèi)筒l直徑為10cm，高15cm，內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽 14的直徑為lmm，內(nèi)筒內(nèi)有8個(gè)直徑為15mm的內(nèi)筒冷卻水通道12; 多通道光纖制冷外筒2內(nèi)徑為10cm，外徑12cm，高15cm，外筒螺旋線 半圓形凹槽24的直徑為lmm，外筒內(nèi)有8個(gè)直徑為10mm的外筒冷卻 水通道22，適當(dāng)控制循環(huán)制冷水的壓力，可以調(diào)解控制雙包層光纖工作 時(shí)的溫度。
權(quán)利要求1、一種用于高功率光纖激光器供光纖制冷的筒形光纖整體冷卻裝置，其特征在于由多通道光纖制冷內(nèi)筒(1)和多通道光纖制冷外筒(2)組成，所述的多通道光纖制冷內(nèi)筒(1)的體內(nèi)具有多個(gè)內(nèi)筒制冷水通道(12)、該內(nèi)筒制冷水通道(12)的兩端分別為內(nèi)筒進(jìn)水口(11)、內(nèi)筒出水口(13)，在多通道光纖制冷內(nèi)筒(1)的外表面設(shè)有內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽(14)，所述的多通道光纖外筒(2)的筒體有多個(gè)外筒制冷水通道(22)，兩端分別有外筒進(jìn)水口(21)和外筒出水口(23)，該多通道光纖外筒(2)的內(nèi)壁設(shè)有外筒螺旋線半圓形凹槽(24)且與所述的內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽(14)相對(duì)應(yīng)，供所述的光纖密合固定，以使所述的光纖與所述的多通道光纖制冷內(nèi)筒(1)和多通道光纖制冷外筒(2)形成良好的熱傳導(dǎo)關(guān)系。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形光纖整體冷卻裝置，其特征在于所述 的多通道光纖制冷內(nèi)筒(1)和多通道光纖制冷外筒(2)采用銅或鋁制 成且dl《d2，其中dl為多通道光纖制冷內(nèi)筒(1)的外徑，d2為多通 道光纖制冷外筒(2)的內(nèi)徑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形光纖整體冷卻裝置，其特征在于所述 的內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽(14)和外筒螺旋線半圓形凹槽(24)的直徑 與所述的光纖的直徑相當(dāng)，用于所述的光纖纏繞密合固定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形光纖整體冷卻裝置，其特征在于所述 的多個(gè)內(nèi)筒制冷水通道(12)相通形成是一個(gè)圓筒形空腔薄殼體，其兩 端具有多個(gè)內(nèi)筒進(jìn)水口 (11)和多個(gè)內(nèi)筒出水口 (13)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒形光纖整體冷卻裝置，其特征在于所述 的多個(gè)外筒制冷水通道(22)相通形成是一個(gè)圓筒形空腔薄殼體，其兩 端具有多個(gè)內(nèi)筒進(jìn)水口 (21)和多個(gè)內(nèi)筒出水口 (23)。
專利摘要一種用于高功率光纖激光器供光纖制冷的筒形光纖整體冷卻裝置，其特點(diǎn)是該裝置由多通道光纖制冷內(nèi)筒和多通道光纖制冷外筒組成，所述的多通道光纖制冷內(nèi)筒的外表面設(shè)有內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽，體內(nèi)具有多個(gè)內(nèi)筒制冷水通道，該內(nèi)筒制冷水通道的兩端分別為內(nèi)筒進(jìn)水口和內(nèi)筒出水口，所述的多通道光纖外筒的筒體有多個(gè)外筒制冷水通道，兩端分別有外筒進(jìn)水口和外筒出水口，該多通道光纖外筒的內(nèi)壁設(shè)有外筒螺旋線半圓形凹槽且與所述的內(nèi)筒螺旋線半圓形凹槽相對(duì)應(yīng)，供所述的光纖密合固定，以使所述的光纖與所述的多通道光纖制冷內(nèi)筒和多通道光纖制冷外筒形成良好的熱傳導(dǎo)關(guān)系。本實(shí)用新型可使高功率光纖激光器工作在正常溫度范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)H01S3/04GK201294327SQ200820155749
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者兵 何, 俠 劉, 軍 周, 樓祺洪, 煒 王, 董景星, 袁志軍, 魏運(yùn)榮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所