一種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭，該方案包括有外筒和套在外筒內的內腔；內腔包括有支撐部和軸心；支撐部設置在軸心外側且與外筒內壁連接；軸心為空心通道；軸心的一端內設置有耦合光纖，另一端設置有光纖接頭；軸心與外筒之間的區域為散熱通道；散熱通道的方向與耦合光纖的方向一致；外筒上設置有與散熱通道連通的進水口和出水口。該方案具有結構緊湊、靈活性強、集成度高、易于維修更換的優點。
【專利說明】
一種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭
技術領域
[0001]本實用新型涉及的是激光技術應用領域，尤其是一種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭。【背景技術】
[0002]半導體激光器由于具有電光效率高、體積小、可靠性高、成本低廉等優點而在材料加工、生物醫療、軍事防御和栗浦抽運固體激光等方面具有明顯的應用優勢，近年來得到迅速發展及廣泛應用，特別是高亮度、高功率光纖耦合輸出半導體激光器作為光纖激光器的栗浦源，其性能水平制約著光纖激光器功率輸出，因此，研究高可靠性的高功率光纖耦合輸出半導體激光器對高能光纖激光器的發展具有重要意義。
[0003]在光纖耦合輸出系統中，光纖耦合端功率密度極高(如芯徑200_輸出500W時，功率密度高達1.68MW/cm2)，不符合耦合條件的光極易損壞光纖端帽，在高功率耦合系統中尤為嚴重。因此，國際上從事半導體激光器光纖輸出模塊研制的各大廠家，如日本三菱公司、 德國UM0及瑞典Opskand公司均開發了各具特色的光纖耦合冷卻頭，如D80、QBH等。該類產品均為壟斷產品。在DL模塊研制中，幾乎所有廠家都使用了這些產品，但存在兩個主要問題:
[0004](1)光纖冷卻頭一般是獨立采購單元，獨立通水，類似外掛了一個器件，導致其和模塊的集成度不高。
[0005](2)—旦出現問題，用戶很被動。由于外商的技術保護，國內無法修復，必須返回原廠進行維修，周期較長。【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭的技術方案，該方案具有結構緊湊、靈活性強、集成度高、易于維修更換的優點。
[0007]本方案是通過如下技術措施來實現的:
[0008]—種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭，包括有外筒和套在外筒內的內腔；內腔包括有支撐部和軸心;支撐部設置在軸心外側且與外筒內壁連接;軸心為空心通道;軸心的一端內設置有耦合光纖，另一端設置有光纖接頭;軸心與外筒之間的區域為散熱通道;散熱通道的方向與耦合光纖的方向一致;外筒上設置有與散熱通道連通的進水口和出水口。
[0009]作為本方案的優選:軸心為高導熱材料。
[0010]作為本方案的優選:光纖接頭上設置有與耦合接頭相匹配的螺紋。
[0011]作為本方案的優選:散熱通道的形狀為圓柱形或V形槽。
[0012]作為本方案的優選:本裝置能夠與耦合模塊連接;入水管和出水管與耦合模塊的冷卻水回路連通。
[0013]本方案的有益效果可根據對上述方案的敘述得知，由于在該方案中光纖耦合輸出模塊與光纖冷卻頭部件的一體化設計與集成，采用共用水路連通耦合模塊和光纖冷卻頭， 具有結構緊湊、選擇靈活、集成度高的優點；該光纖冷卻頭結構簡單，采用多路大通道水冷散熱，對冷卻水要求低，可使用光纖耦合模塊冷卻水，散熱效率高;該光纖冷卻頭散熱效能可通過改變散熱通道的數量和尺寸，因此可針對不同功率模塊的散熱要求可進行結構優化，靈活性更強;該光纖冷卻頭直接固定在模塊外殼上，與模塊主體的固定采用螺紋緊固后再使用結構膠加固，保證了系統可靠性，易于系統的集成化和小型化，提高了系統的可移動性;更重要的是，該光纖冷卻頭可根據應用需要隨時修改及自主加工，不依賴進口產品，可最大限度保證研制進度。
[0014]由此可見，本實用新型與現有技術相比，具有實質性特點和進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型與耦合模塊連接時的使用的結構示意圖。
[0016]圖2為本實用新型單獨使用的結構示意圖。[〇〇17]圖3為圖1中A-A面的剖視圖。
[0018]圖中，1為光纖接頭，2為軸心，3為內腔，4為外筒，5為焊接封口，6為出水口，7為進水口，8為支撐部，9為水嘴。【具體實施方式】
[0019]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0020]本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。[0021 ]本方案包括有外筒和套在外筒內的內腔；內腔包括有支撐部和軸心;支撐部設置在軸心外側且與外筒內壁連接;軸心為空心通道;軸心的一端內設置有耦合光纖，另一端設置有光纖接頭;軸心與外筒之間的區域為散熱通道;散熱通道的方向與耦合光纖的方向一致;外筒上設置有與散熱通道連通的進水口和出水口。軸心為高導熱材料。光纖接頭上設置有與耦合接頭相匹配的螺紋。散熱通道的形狀為圓柱形或V形槽。本裝置能夠與耦合模塊連接;入水管和出水管與耦合模塊的冷卻水回路連通。[〇〇22] 實施例1:[〇〇23]如圖1所示光纖冷卻頭和模塊一體化加工，使用螺紋將光纖冷卻頭水路固定到模塊外殼上，在模塊外殼上留有與冷卻頭進水口與出水口匹配的水路接口，光纖冷卻頭水路與模塊水路通過防水壓圈緊密聯通。冷卻水先流經模塊水路對激光器芯片進行冷卻，后通過進水口進入冷卻頭內腔，流過內腔散熱通道對目標光纖進行冷卻，最后水流通過出水口返回光纖耦合模塊冷卻水回水水路，完成對系統中激光器和光纖的冷卻，該方式使系統結構更加緊湊、簡單。[〇〇24] 實施例2:
[0025]結合圖2說明該實施方式。該實施方式與實施例1的不同之處在于，本實施例中光纖冷卻頭單獨通水，可作為一個零部件單獨使用，對所使用的冷卻水要求更低。該方案的水嘴設置在進水口和入水口上，采用快接接頭，易于快速轉接。
[0026]本實用新型并不局限于前述的【具體實施方式】。本實用新型擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權項】
1.一種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭，其特征是:包括有外筒 和套在外筒內的內腔;所述內腔包括有支撐部和軸心;所述支撐部設置在軸心外側且與外 筒內壁連接;所述軸心為空心通道;所述軸心的一端內設置有耦合光纖，另一端設置有光纖 接頭;所述軸心與外筒之間的區域為散熱通道;所述散熱通道的方向與耦合光纖的方向一 致;所述外筒上設置有與散熱通道連通的進水口和出水口。2.根據權利要求1所述的一種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭， 其特征是:所述軸心為高導熱材料。3.根據權利要求1所述的一種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭， 其特征是:所述光纖接頭上設置有與耦合接頭相匹配的螺紋。4.根據權利要求1所述的一種適用于高功率半導體激光光纖耦合模塊的光纖冷卻頭， 其特征是:所述散熱通道的形狀為圓柱形或V形槽。
【文檔編號】H01S3/067GK205583363SQ201521031622
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年12月14日
【發明人】張凱, 吳華玲, 郭林輝, 余俊宏, 高松信, 武德勇
【申請人】中國工程物理研究院應用電子學研究所