专利名称：光纤冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤冷却装置，该光纤冷却装置主要用于具有较大发热功率的光纤 激光器，光纤放大器或者其他类似的需要进行及时快捷大量散热的光纤装置。
背景技术：
用于传导光束的光纤以及使用掺杂的光纤作为光纤放大器，光纤激光器都属于本领域所 熟知的技术。随着技术的不断发展，人们对于高功率的需求越来越大， 一方面，需要使用光 纤传输高功率的光束或激光束，另外一方面，不断提高光纤放大器以及光纤激光器的输出功 率，其中的双包层光纤就是基于此种需要而诞生的，但是无论是哪个方面，应用于这些领域 的光纤都不可避免会产生一个问题，就是其在传导高功率激光或者作为高功率输出的增益介 质过程中都要产生大量的热量， 一般的光纤直径都很小，例如在微米量级，对于这样的结构 的光纤其散热问题就显得非常突出，如果热量不能及时散去，必定会对光纤或者其中传导或 放大的激光产生影响，并且这种影响是显而易见的。现有技术中关于光纤散热的报道参见文 献1 (中国发明专利CN1300927A)，该文献由中国科学院长春光学精密机械研究所的秦伟 平提出，其将用于产生激光的光纤缠绕在冷芯8上，其中的冷芯8具有良好的导热性能，并 且在冷芯8的表面上具有于光纤外径相匹配的螺线槽，以增加表面接触面积，从而增加散热 能力。但是这样的散热能力还是远远不够的，特别是对于需要应用于高功率激光束的情况， 例如达到千瓦量级。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有高效散热能力的光纤冷却装置，该装 置可以使得光纤应用于更高功率环境，而且不会对光纤以及其中的激光束产生影响，使得现 有的光纤能够应用于任何功率环境。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现
一种光纤冷却装置，它包括一圆柱状冷芯，光纤，多根散热管以及冷套空心柱体，所述 光纤与多根散热管中的第一散热管以相互接触并且相互间隔的方式缠绕在所述圆柱状冷芯 上，所述圆柱状冷芯内部具有第一多孔结构，其中第一多孔结构中的每个孔均穿设有一根第 二散热管，所述的冷套空心柱体套设在缠绕有所述光纤和所述第一散热管的冷芯外部，并且 在所述冷套空心柱体的柱壁内设置有第二多孔结构，该第二多孔结构中的每个孔均穿设有一 根第三散热管，其中所述冷芯以及所述冷套空心柱体均由导热材料制造。.其中的所述的第一散热管，第二散热管以及第三散热管均由相同的散热管组成，该散热 管包括一管壳，管壳向内依次为一吸液芯及一亲水涂层，亲水涂层内表面形成一腔体，该腔 体内设有冷却流体，在管壳的外侧设置有一纳米材料层，该纳米材料层可包括碳纳米管，纳 米铜等具有良好导热散热性能的材料。
其中所述缠绕有所述光纤和所述第一散热管的冷芯与所述冷套空心柱体是以相互接触的 方式设置。
其中所述缠绕有所述光纤和所述第一散热管的冷芯与所述冷套空心柱体是以非接触方式 设置，并且在两者之间的空间内填充有纳米材料层，该纳米材料层壳包括碳纳米管，纳米铜 等具有良好导热散热性能的材料。
附图1为本实用新型中冷芯结构示意图。
附图2为本实用新型中冷套空心柱体结构示意图。
附图3为本实用新型中缠绕有光纤和散热管的冷芯结构剖视图。
附图4为本实用新型中所使用散热管的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图来对本实用新型作出进一步描述，以使得本实用新型的优越性得到更好 的体现。
附图l为实用新型中冷芯结构示意图，其中l-l代表该冷芯，其为一圆柱形结构，其材 料选择导热散热能力好的材料，例如各种金属材料，l-2代表冷芯内穿设的散热管，这些散热 管穿设在圆柱形冷芯内的每个孔中，其中散热管在圆柱形冷芯内部可以是任意的设置方式， 均匀或非均匀的方式均可，其中设置的数量可以根据实际所需的散热能力大小进行调节。
附图2为本实用新型中冷套空心柱体结构示意图，该冷套空心柱体为一空心圆柱体，2-1 代表该空心圆柱体，其材料选择导热散热能力好的材料，例如各种金属材料，在空心圆柱体 的侧壁内设置有多孔结构，其中的每个孔内穿设有散热管，2-2代表其中穿设的散热管，其中 散热管的设置方式可以任意，可以是均匀排列也可以是非均匀排列，其中设置的数量可以根 据实际所需的散热能力大小进行调节。该冷套空心柱体套设在缠绕有光纤和散热管的冷芯外 部，两者之间可以是接触的方式套设，也可以是以间隔开一定空间的方式套设，在这种方式 中，将具有导热性能的纳米材料填充到所述的间隔空间内，以迅速及时的将光纤内所产生的
热量传导到冷套空心柱体上。
附图3是本实用新型中缠绕有光纤和散热管的冷芯结构剖视图，其中3-l代表冷芯，3-2代表光纤或散热管中的之一，3-3代表光纤和散热管中的另外一个。其中光纤与散热管要求是 以相互接触相互间隔的方式缠绕在冷芯3-l上，以实现对于光纤侧壁处进行及时冷却的目的， 其中的冷芯表面也可以具有与光纤外径相匹配的螺线槽，以增大光纤与冷芯的接触面积，扩 大散热能力。
附图4是本实用新型中所使用散热管的结构示意图，其中4-1表示管壳外侧的纳米材料 层，4-2代表管壳，管壳向内依次为吸液芯4-3，亲水涂层44，亲水涂层内表面形成一腔体 4-5，该腔体内设有冷却流体，其中纳米材料层可包括碳纳米管，纳米铜等具有良好导热散热 性能的材料。将散热管设置为这样的结构可实现快速导热散热的目的，其中的每一层设置都 是为实现此目的而设置，例如最外层的纳米材料层不仅可以起到很好的导热作用，由于其为 纳米结构，这样就显著增大了散热管的外表面的表面积，这样就显著增加了散热管的散热能 力。
本实用新型中将光纤与散热管以相互接触相互间隔的方式缠绕在冷芯上，然后将冷套空 心柱体套设在缠绕有光纤和散热管的冷芯上，这样就可以实现对光纤的三维散热，中心的冷 芯对光纤的下侧进行冷却，与光纤相接触的散热管对光纤的侧壁进行冷却，套设在外面的冷 套空心柱体对光纤的上侧进行冷却，这样就改变了以前只对光纤一侧进行散热的方式，大大 提高了光纤的散热能力，并且由于散热管，冷芯，冷套空心柱体均采用易于散热的结构，使 得本实用新型中的散热装置可以实现对光纤高效率的散热冷却，即使很高功率的情况下也能 实现对光纤的冷却保护作用。
权利要求1.一种光纤冷却装置，包括一圆柱状冷芯，光纤，多根散热管以及冷套空心柱体，其特征在于所述光纤与多根散热管中的第一散热管以相互接触并且相互间隔的方式缠绕在所述圆柱状冷芯上，所述圆柱状冷芯内部具有第一多孔结构，其中第一多孔结构中的每个孔均穿设有一根第二散热管，所述的冷套空心柱体套设在缠绕有所述光纤和所述第一散热管的冷芯外部，并且在所述冷套空心柱体的柱壁内设置有第二多孔结构，该第二多孔结构中的每个孔均穿设有一根第三散热管，其中所述冷芯以及所述冷套空心柱体均由导热材料制造。
2. 如权利要求1所述的光纤冷却装置，其中所述的第一散热管，第二散热管以及第三散热管 均由相同的散热管组成，该散热管包括一管壳，管壳向内依次为一吸液芯及一亲水涂层，亲 水涂层内表面形成一腔体，该腔体内设有冷却流体，在管壳的外侧设置有一纳米材料层，该 纳米材料层包括碳纳米管或纳米铜。
3. 如权利要求1所述的光纤冷却装置，其特征在于所述缠绕有所述光纤和所述第一散热管 的冷芯与所述冷套空心柱体是以相互接触的方式设置。
4. 如权利要求1所述的光纤冷却装置，其特征在于所述缠绕有所述光纤和所述第一散热管 的冷芯与所述冷套空心柱体是以非接触方式设置，并且在两者之间的空间内填充有纳米材料 层，该纳米材料层壳包括碳纳米管或纳米铜。
专利摘要本实用新型公开了一种光纤冷却装置，它包括一圆柱状冷芯，光纤，多根散热管以及冷套空心柱体，所述光纤与多根散热管中的第一散热管以相互接触并且相互间隔的方式缠绕在所述圆柱状冷芯上，所述圆柱状冷芯内部具有第一多孔结构，其中第一多孔结构中的每个孔均穿设有一根第二散热管，所述的冷套空心柱体套设在缠绕有所述光纤和所述第一散热管的冷芯外部，并且在所述冷套空心柱体的柱壁内设置有第二多孔结构，该第二多孔结构中的每个孔均穿设有一根第三散热管，其中所述冷芯以及所述冷套空心柱体均由导热材料制造。
文档编号H01S3/042GK201397403SQ20092015716
公开日2010年2月3日 申请日期2009年5月16日 优先权日2009年5月16日
发明者芝 任, 姜根山, 曹春梅, 李松涛 申请人:华北电力大学(保定)