一种大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光纤激光器的最末输出段光纤的冷却装置，尤其涉及一种大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置。
【背景技术】
[0002]激光器按照泵浦介质进行分类主要有宝石激光器、二氧化碳激光器、光纤激光器等。其中光纤激光器是一种以光纤作为泵浦与增益介质的全固态激光器，相比其他类型激光器具有光束质量好、寿命长、转换效率高、免维护等诸多优点，广泛应用在国防、制造、医疗等领域。
[0003]由于光纤材料不可避免地存在损耗，高平均功率光纤激光器的一个最大的问题是光纤散热，目前主要采用水冷板固定光纤的方法实现光纤散热。但光纤激光器在应用中一般要求激光输出为柔性传输，即最末输出段的光纤无法采用水冷板固定。在高功率(十千瓦以上)输出时，最末输出段的光纤功耗会升高，产生的热量在光纤中积聚，使得光纤寿命缩短，从而影响了整个激光器的寿命。
[0004]为了尽量减小最末输出段产生的热量对光纤寿命的影响，传统技术方案是把末段输出光纤套装进小直径波纹管内，即在转接头和输出头之间安装小直径波纹管，通过光纤与波纹管这一金属进行接触，使得光纤中的热通过波纹管导到激光器金属箱体或环境空间中。这种方式存在以下缺陷:由于小直径、超小直径波纹管需求量少、制造不易，导致其价格较高，提高了成本；光纤套装在波纹管内，其并未与波纹管实现紧密无断接触，热传导效果不好，影响其散热效果，在大功率条件下光纤发热现象依然普遍存在，激光器寿命较短。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种全接触式高效率散热的大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置。
[0006]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
[0007]一种大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置，连接于转接头和输出头之间，包括两根柔性管和三个三通接头，所述三通接头的第一端和第二端为直通端，第三端为旁通端，第一个所述三通接头的第一端与所述转接头连接，第一个所述三通接头的第二端与第二个所述三通接头的第二端通过第一根所述柔性管连接，第二个所述三通接头的第一端与所述输出头连接，第二个所述三通接头的第三端与第三个所述三通接头的第二端通过第二根所述柔性管连接，第三个所述三通接头的第一端与所述转接头连接，第一个所述三通接头的第三端作为冷水进水口，第三个所述三通接头的第三端作为冷水出水口，光纤穿过第一个所述三通接头的第一端、第二端和第二个所述三通接头的第一端、第二端，第一个所述三通接头的第一端和第二个所述三通接头的第一端在穿过所述光纤后密封，第三个所述三通接头的第一端密封。
[0008]具体地，所述柔性管为柔性塑料管；所述三通接头为快接三通接头。
[0009]为了解决转接头内光纤的散热问题，所述转接头包括上转接块和下转接块，所述下转接块的上表面设有用于所述光纤穿过的连接光纤孔，所述上转接块和所述下转接块之间紧密粘合连接，所述连接光纤孔内填充有导热防水胶，第一个所述三通接头的第一端与所述连接光纤孔连接。
[0010]第三个所述三通接头的第一端与所述上转接块连接。
[0011]为了解决输出头内光纤的散热问题，所述输出头包括上输出块和下输出块，所述下输出块的上表面设有用于所述光纤穿过的输出光纤孔，所述上输出块和所述下输出块之间紧密粘合连接，所述输出光纤孔内填充有导热防水胶，第二个所述三通接头的第一端与所述输出光纤孔连接。
[0012]本实用新型的有益效果在于:
[0013]本实用新型以水冷回路作为光纤激光器光纤输出的冷却装置，输出段的光纤直接泡在其中一根柔性管内的冷水中，确保光纤的柔性输出要求，通过水回路来带走光纤产生的热量，实现了光纤的无断冷却，其冷却效果比传统的金属波纹管冷却方式有了质的提升，特别适合于大功率白光光纤激光器，与昂贵的小直径金属波纹管相比还具有成本低廉的优点。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型所述大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置应用时的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0016]如图1所示，本实用新型所述大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置，连接于转接头5和输出头3之间，包括第一柔性塑料管9、第二柔性塑料管2、第一快接三通接头6、第二快接三通接头7、第三快接三通接头8，三个快接三通接头的第一端和第二端均为直通端，第三端均为旁通端，第一快接三通接头6的第一端与转接头5连接，第一快接三通接头6的第二端与第二快接三通接头7的第二端通过第一柔性塑料管9连接，第二快接三通接头7的第一端与输出头3连接，第二快接三通接头7的第三端与第三快接三通接头8的第二端通过第二柔性塑料管2连接，第三快接三通接头8的第一端与转接头5连接，第一快接三通接头6的第三端作为冷水进水口，第三快接三通接头8的第三端作为冷水出水口，光纤4穿过第一快接三通接头6的第一端、第二端和第二快接三通接头7的第一端、第二端，第一快接三通接头6的第一端和第二快接三通接头7的第一端在穿过光纤4后密封，第三快接三通接头8的第一端密封。图1中还示出了光纤盘I。
[0017]由于光在任何一段输出光纤段内都会发热，即其为一个串联系统，因此光纤要实现无断冷却才能使得整个冷却是有效的，所以各个对接端的散热设计也很重要。由于光纤4从光纤盘I上输出后要通过转接头5穿接到第一快接三通接头6的第一端和第二快接三通接头7内，因此要在转接头5内开孔让光纤4通过。转接头5开的孔比光纤芯径大，若光纤4直接穿过去而不做任何处理，则此段光纤4未得到很好的冷却，成为整个冷却链的薄弱环节。针对这一问题，本实用新型对转接头5采取中间剖分式设计，具体结构如下:
[0018]转接头5包括上转接块和下转接块，下转接块的上表面设有用于光纤4穿过的连接光纤孔，上转接块和下转接块之间紧密粘合连接，连接光纤孔内填充有导热防水胶，第一快接三通接头6的第一端与连接光纤孔连接，第三快接三通接头8的第一端与所述上转接块连接。由于转接头5的结构通过描述即很清楚，所以图中未示出具体结构。
[0019]输出头3的情形与转接头5类似，输出头3也采取中间剖分式设计，具体结构如下:
[0020]输出头3包括上输出块和下输出块，下输出块的上表面设有用于光纤4穿过的输出光纤孔，上输出块和下输出块之间紧密粘合连接，输出光纤孔内填充有导热防水胶，第二快接三通接头7的第一端与输出光纤孔连接。同样，由于转接头5的结构通过描述即很清楚，所以图中也未示出具体结构。
[0021]如图1所示，只要持续地从第一快接三通接头6的第三端送入冷水，在第一柔性塑料管9内与光纤4进行热交换后的水从第三快接三通接头8的第三端流出，同时，转接头5内的光纤4的热量和输出头3内的光纤4的热量经过导热防水胶传递给第一柔性塑料管9内的冷水，从而使整个装置内的光纤4均得到良好散热。
[0022]上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。
【主权项】
1.一种大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置，连接于转接头和输出头之间，其特征在于:包括两根柔性管和三个三通接头，所述三通接头的第一端和第二端为直通端，第三端为旁通端，第一个所述三通接头的第一端与所述转接头连接，第一个所述三通接头的第二端与第二个所述三通接头的第二端通过第一根所述柔性管连接，第二个所述三通接头的第一端与所述输出头连接，第二个所述三通接头的第三端与第三个所述三通接头的第二端通过第二根所述柔性管连接，第三个所述三通接头的第一端与所述转接头连接，第一个所述三通接头的第三端作为冷水进水口，第三个所述三通接头的第三端作为冷水出水口，光纤穿过第一个所述三通接头的第一端、第二端和第二个所述三通接头的第一端、第二端，第一个所述三通接头的第一端和第二个所述三通接头的第一端在穿过所述光纤后密封，第三个所述三通接头的第一端密封。
2.根据权利要求1所述的大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置，其特征在于:所述柔性管为柔性塑料管；所述三通接头为快接三通接头。
3.根据权利要求1所述的大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置，其特征在于:所述转接头包括上转接块和下转接块，所述下转接块的上表面设有用于所述光纤穿过的连接光纤孔，所述上转接块和所述下转接块之间紧密粘合连接，所述连接光纤孔内填充有导热防水胶，第一个所述三通接头的第一端与所述连接光纤孔连接。
4.根据权利要求3所述的大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置，其特征在于:第三个所述三通接头的第一端与所述上转接块连接。
5.根据权利要求1-4任何一项所述的大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置，其特征在于:所述输出头包括上输出块和下输出块，所述下输出块的上表面设有用于所述光纤穿过的输出光纤孔，所述上输出块和所述下输出块之间紧密粘合连接，所述输出光纤孔内填充有导热防水胶，第二个所述三通接头的第一端与所述输出光纤孔连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种大功率光纤激光器光纤输出柔性双管水冷装置，连接于转接头和输出头之间，包括两根柔性管和三个三通接头，三通接头的第一端和第二端为直通端，第三端为旁通端，第一个三通接头的第一端与转接头连接，其第二端与第二个三通接头的第二端通过第一根柔性管连接，第二个三通接头的第一端与输出头连接，其第三端与第三个三通接头的第二端通过第二根柔性管连接，第三个三通接头的第一端与转接头连接，第一个三通接头的第三端作为冷水进水口，第三个三通接头的第三端作为冷水出水口。本实用新型以水冷回路作为光纤激光器光纤输出的冷却装置，输出段的光纤直接泡在柔性管内的冷水中，实现了光纤的无断冷却，其冷却效果显著提升。
【IPC分类】H01S3-042
【公开号】CN204290018
【申请号】CN201520002849
【发明人】王旗华, 闭治跃, 李超, 赵磊, 王美聪, 刘小刚
【申请人】中国工程物理研究院总体工程研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月4日