一种主动冷却的半导体激光器管壳的制作方法

1.本实用新型属于光纤技术领域，具体涉及一种主动冷却的半导体激光器管壳。


背景技术：

2.对于一般半导体激光器，工作时通常采取将半导体激光器附着在冷板上进行有效散热(被动式散热)，而大功率半导体激光器由于管壳结构复杂，热源多，且分布分散，整体热量较大，部分器件需要水路导入导出，导致被动式散热冷板的设计异常复杂，散热效率较低；因此主动式冷却成为大功率半导体激光器的主要散热方案。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决半导体激光器的散热问题，提供了一种主动冷却的半导体激光器管壳，通过外置通水机构实现流道供水，冷却水可直接均匀作用在多处不同高度的散热面上，提高散热效率；并且通过半导体激光器管壳本体内通道将部分冷却水引入上层器件光纤模式剥离器中，形成微通道水路，解决了光纤模式剥离器散热。
4.本实用新型所采用的技术方案是：一种主动冷却的半导体激光器管壳，包括半导体激光器管壳本体，所述半导体激光器管壳本体上设置光纤模式剥离器，所述半导体激光器管壳本体上还连接有通水机构，所述通水机构上设置有进水口和出水口；从通水机构的进水口进入的冷却水经由半导体激光器管壳本体、光纤模式剥离器内部换热后，从通水机构的出水口流出。
5.优选的，所述通水机构包括通水座，所述进水口和出水口设置在通水座上，所述通水座与半导体激光器管壳本体密封连接；所述半导体激光器管壳本体包括底盖和激光器管壳，所述底盖和激光器管壳密封连接，所述底盖和激光器管壳之间构成水路空腔，从所述进水口进入的冷却水经由水路空腔后从所述出水口流出。
6.优选的，所述进水口包括第一进水口和第二进水口，所述出水口包括第一出水口和第二出水口；所述第一进水口、水路空腔和第一出水口构成第一冷却通路，所述第二进水口、水路空腔和第二出水口构成第二冷却通路。
7.优选的，所述激光器管壳上连接光纤模式剥离器，所述光纤模式剥离器内部的冷却水路与通水座上的进水口和出水口连通。
8.优选的，所述光纤模式剥离器内部的冷却水路与光纤模式剥离器上的模式剥离光纤相互隔离，所述冷却水路的外壁与模式剥离光纤接触导热。
9.优选的，所述冷却水路包括进水腔和出水腔，所述进水腔和出水腔包裹在模式剥离光纤外部，所述进水腔和出水腔之间相互隔离，所述进水腔和出水腔之间通过毛细孔连通。
10.本实用新型的有益之处在于：本实用新型在半导体激光器管壳底座下方设计主动冷却的流道、密封槽和定位锁紧连接等结构来建立主动冷却架构，这样实现了经过通水座供水实现水路两进两出分区域供水，多点位冷却散热设计目的。对于大功率半导体激光器
而言，不仅实现了内部cos元件区、光学元件区的双区域大面积散热，还实现了跨区的前级光学元件区(光纤模式剥离器)散热。采用这种直接将冷却水流均匀作用在散热面上的主动水冷架构解决了传统被动式冷却式大功率激光器的散热效率低，重功比较大(含冷板)的缺点。
附图说明
11.图1为本实用新型的结构示意图；
12.图2为光纤模式剥离器的结构示意图。
13.图中：1-通水座；2-底盖；3-激光器管壳；4-凹槽；5-光纤模式剥离器；6-第一密封圈；7-进水管；8-出水管；9-第一进水口；10-第一出水口；11-第二进水口；12-第二出水口；13-模式剥离光纤；14-进水腔；15-出水腔。
具体实施方式
14.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
15.如图1-2所示，一种主动冷却的半导体激光器管壳，包括半导体激光器管壳本体，所述半导体激光器管壳本体上设置光纤模式剥离器5，所述半导体激光器管壳本体上还连接有通水机构，所述通水机构上设置有进水口和出水口；从通水机构的进水口进入的冷却水经由半导体激光器管壳本体、光纤模式剥离器5内部换热后，从通水机构的出水口流出。可以理解的是，外部的冷却水从通水机构的进水口进入到半导体激光器管壳本体内部，对半导体激光器管壳本体内部进行换热降温，冷却水还可以经由半导体激光器管壳本体内部后进入到光纤模式剥离器5内部，从而对光纤模式剥离器5的内部进行换热降温，提高了散热效率。
16.所述通水机构包括通水座1，通水座1设置在半导体激光器管壳本体下方，所述进水口和出水口设置在通水座1上，在进水口和出水口的位置，分别设置密封圈保证密封效果，所述通水座1与半导体激光器管壳本体密封连接；所述半导体激光器管壳本体包括底盖2和激光器管壳3，光纤模式剥离器5安装在激光器管壳3上的凹槽4内，所述底盖2和激光器管壳3密封连接，底盖2和激光器管壳3之间设置有第一密封圈6，通过第一密封圈6可以将冷却水，限制在底盖2和激光器管壳3之间构成水路空腔中，并通过冷却水与激光器管壳3内的部件间接接触，从而保证换热冷却，由于冷却水的充入，可以使得冷却水可以与多处不同高度的散热面直接接触，从而对不同高度的散热面均能够达到换热的作用，加快的换热速度，所述底盖2和激光器管壳3之间构成水路空腔，冷却水始终处于水路空腔中，不会流入到激光器管壳3内部，从所述进水口进入的冷却水经由水路空腔后从所述出水口流出。
17.进一步的技术方案是，所述进水口包括第一进水口9和第二进水口11，所述出水口包括第一出水口10和第二出水口12；所述第一进水口9、水路空腔和第一出水口10构成第一冷却通路，所述第二进水口11、水路空腔和第二出水口12构成第二冷却通路。如图1所示，在激光器管壳3内，设置有两个相互隔离的散热腔室，不同高度(梯形)的散热面位于不同的腔室内，为了保证所有散热面的散热效果，设置两组进水口和出水口，分别构成第一冷却通路
和第二冷却通路，每组冷却通路上都连接有进水管7和出水管8，从而保证冷却效果。
18.所述激光器管壳3上连接光纤模式剥离器5，所述光纤模式剥离器5内部的冷却水路与通水座1上的进水口和出水口连通。可以理解的是，光纤模式剥离器5与激光器管壳3之间通过螺栓连接，在激光器管壳3于光纤模式剥离器5相接触的表面上，设置了进入到光纤模式剥离器5的进水和出水通道，从而可以在冷却水进入到底盖2和激光器管壳3之间构成水路空腔中后，会有部分水经由光纤模式剥离器5的进水通道进入到光纤模式剥离器5中，对光纤模式剥离器5内部的部件进行冷却换热。
19.如图2所示，所述光纤模式剥离器5内部的冷却水路与光纤模式剥离器5上的模式剥离光纤13相互隔离，所述冷却水路的外壁与模式剥离光纤13接触导热。冷却水在光纤模式剥离器5内进行冷却时，不直接与模式剥离光纤13接触，而是通过外壁与模式剥离光纤13进行换热，不影响模式剥离光纤13的使用。
20.所述冷却水路包括进水腔14和出水腔15，所述进水腔14和出水腔15包裹在模式剥离光纤13外部，所述进水腔14和出水腔15之间相互隔离，所述进水腔14和出水腔15之间通过毛细孔连通。如图2所示，进水腔14和出水腔15并列设置，模式剥离光纤13从进水腔14和出水腔15的下方穿过，进水腔14和出水腔15之间通过毛细孔连通，使得进入到进水腔14中的水可以通过毛细孔流入到出水腔15中，并最终从光纤模式剥离器5下方的出口流入到出水口处，完成冷却循环。
21.具体工作方式：以其中一组冷却流路为例进行说明，冷却水从进水管7进入后，流入到第一进水口9，而后冷却水进入到底盖2和激光器管壳3之间构成水路空腔内，对散热面进行换热降温，进入到底盖2和激光器管壳3之间构成水路空腔中的冷却水，小部分进入到光纤模式剥离器5内，并从光纤模式剥离器5的进水腔14流入到出水腔15中，并最终回到底盖2和激光器管壳3之间构成水路空腔中，最后流到第一出水口10处，并从出水管8流出，完成循环换热。
22.上述实施方式是优选的实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。