含高效温控装置的光纤激光器的制造方法_2

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的含高效温控装置的光纤激光器,其中:所述制冷控制板可连接所述节流装置,控制所述节流装置的运行。
[0016]有益效果:
本发明的含高效温控装置的光纤激光器,主要采用压缩机式温控方案及光纤激光器系统集成技术来提升光纤激光器的工作效率、便携性及多环境应用,全面解决了光纤激光器热能散发的温控方案和以此温控方案而引起的光纤激光器系统集成技术,让光纤激光器更高效,更稳定,体积重量更小,适应多种环境应用,可移动,能够可以满足光纤激光器的发展趋势。
[0017]采用本发明含高效温控装置的光纤激光器优势如下:
1、光纤激光器出光效率提升
本发明可以在同等光源配制下,直接提升光纤激光器的出光效率:
压缩机直接冷却系统中蒸发冷板为高密度冷量聚集冷板,与栗浦源高密度热量聚集相匹配,可以完全吸收栗浦源工作所产生的热量,直接提升栗浦源的电光转换效率;
压缩机直接冷却系统为精确温控系统,可以稳定栗浦源的工作温度,而栗浦源工作温度影响栗浦源出光波长的稳定性,而出光波长的稳定可大幅提升增益光纤的光光转换效率,尤其在窄带激光器(如975nm波段)上的效果更为明显;
2、光纤激光器整体电耗的降低
本发明可以降低光纤激光器的整体电耗,主要对比为采用冷水机降温的中大功率激光器:
压缩机直接冷却系统为冷媒直接蒸发系统为栗浦源进行恒温控制,而冷水机给栗浦源降温需要经过多次能量转换,而压缩机直接冷却系统只需要一次能量转换,同时蒸发冷板与栗浦源完全接触,所以压缩机直接冷却系统的能量损耗远远小于冷水机的能量损耗;
3、光纤激光器的多环境应用
本发明可以让光纤激光器适用于多种高低温环境的应用,而不是像普通激光器只能在恒温空调房或常温室外;
栗浦源的热密度非常高,在高温环境下,对降温的要求更为苛刻;风冷在高温状况下可能会失去降温效果,因为环境温度已经超过栗浦源的需求温度;冷水板的能量密度较低,受高温影响性能就更加弱化;所以说常规激光器无法在高温工作;而本发明的光纤激光器采用直接冷却系统,能量密度非常高,可以让激光器在高温状况下工作;
压缩机直接冷却系统为无水系统,采用直接冷媒蒸发降温,低温时仍然可以工作;而冷水机的循环液体在低温环境下容易结冰,失去工作性能。就是经过特殊配置的低温液体也不能完全解决低温状况下的恒温控制问题;
4、光纤激光器的便携性和可移动性
本发明的光纤激光器,采用微型压缩机的直接冷却系统,体积重量比远远小于采用冷水机降温的光纤激光器,可作便携移动用途;而常规的中大功率的光纤激光器必须由冷水机来提供降温。功率越高,需要冷水机越大;所以无法实现激光器的便携性和可移动性;
5、光纤激光器的稳定性
本发明的光纤激光器采用直接冷却精确温控系统,确保栗浦源输出波长的稳定,这样也就对整体激光器的性能起到稳定的作用;
6、光纤激光器的适用性:
本发明的光纤激光器综合特性解决大功率光纤激光器适用性难题,无需冷水机装置,适用于机载车载等高震动高冲击的应用场所。
【附图说明】
[0018]图1为本发明含高效温控装置的光纤激光器的外部箱体图;
图2为本发明含高效温控装置的光纤激光器的内部结构示意图;
图3为本发明含高效温控装置的光纤激光器的光路电路区段上层图;
图4为本发明含高效温控装置的光纤激光器的光路电路区段下层图;
图5为本发明含高效温控装置的光纤激光器的直接冷却系统图;
图6为本发明含高效温控装置的光纤激光器的蒸发冷板外部图;
图7为本发明含高效温控装置的光纤激光器的蒸发冷板内部微通道结构图; 图8为本发明含高效温控装置的光纤激光器的栗浦源与蒸发冷板安装图;
图9为本发明含高效温控装置的光纤激光器的组合式光纤盘结构图;
图10为本发明含高效温控装置的光纤激光器的温度传感控制结构图;
图11为本发明含高效温控装置的光纤激光器的制冷控制图;
图12为本发明含高效温控装置的光纤激光器的集成控制图。
[0019]图中的编码分别为:
1-机箱
11-箱体
111-光路电路区段
112-散热区段
12-盖板
121-第一箱体盖
122-第二箱体盖
13-隔板
14-筛网过滤器
15-进风道
16-出风道
2-压缩机直冷系统
21-微型压缩机
22-冷凝器
221-冷凝器进口端
222-冷凝器出口端
223-冷凝器风扇
23-节流装置
231-节流装置进口端
232-节流装置出口端
24-蒸发冷板
241-蒸发冷板进口端
242-蒸发冷板出口端
243-蒸发冷板微通道
244-温度传感器装配孔
25-冷媒冲注口 26-连接铜管
261-第一连接铜管
262-第二连接铜管
263-第三连接铜管
264-第四连接铜管
3-光路系统
31-栗浦源
311-温度传感器安装孔
32-光栅
321-第一光栅
322-第二光栅
33-光纤
331-增益光纤
332-传输光纤
34-光纤盘
341-光纤微通道
342-光纤固定板
35-准直隔离器
4-电路系统
41-电路板
42-电源接口
5-控制系统
51-激光器主控板
52-通讯接口
53-制冷控制板
54-压缩机驱动板
55-温度传感器 56栗浦源驱动器。
【具体实施方式】
[0020]如图1至图12所示,本发明的含高效温控装置的光纤激光器包括机箱I以及收容于该机箱I内的微型压缩机直接冷却系统2、光路系统3、电路系统4及控制系统5。
[0021]机箱I为分隔式激光器机箱,如图1、图2所示,包括箱体11、箱体盖12、隔板13和筛网过滤器14 ;隔板13装配于箱体11内,将机箱I的内置空间分隔为光路电路区段111和散热区段112 ;散热区段112的箱体板设有进风道15和出风道16,以与外界环境空气对流散热;筛网过滤器14设置在散热区段112的进风道15,以隔离空气对流时的杂物进入;
箱体盖12与箱体11相匹配,由第一箱体盖121和第二箱体盖122构成;第一箱体盖121与光路电路区段111的箱体及隔板13装配连接,与光路电路区段111相匹配;第二箱体盖122与散热区段112的箱体及隔板13装配连接,与散热区段112相匹配。
[0022]如图3至图10所示,压缩机制冷系统2安装在箱体11内,包括分别通过多根连接铜管26连接的微型压缩机21、冷凝器22、节流装置23、蒸发冷板24及冷媒冲注口 25 ;
微型压缩机21固定装配在机箱I的散热区段112,该微型压缩机优选微型变频压缩机,出口端212通过第一连接铜管261连接冷凝器22的进口端221 ;
冷凝器22装配在机箱散热区段112的出风道16,设有冷凝器风扇223 ;该冷凝器风扇223用于对冷凝器22散热;冷凝器22的出口端222通过第二连接铜管262连接节流装置23的进口端231 ;
节流装置23设置于冷凝器22和蒸发冷板24之间,节流装置23的出口端232通过第三连接铜管263连接蒸发冷板24的进口端241 ;
蒸发冷板24装配在机箱I的箱体11的光路电路区段111,蒸发冷板24内部设有微形流道结构243,单面或双面为平板结构;微型流道243可设置为多通道并联或串联;蒸发冷板24的出口端242通过第四连接铜管264连接微型压缩机21的进口端211 ;根据需要可以在蒸发冷板上设置传感器装配孔244 ;
冷媒充注口 25位于蒸发冷板24出口端242与微型压缩机21进口端211之间,这样就形成一个全封闭的冷媒循环系统。
[0023]电路系统4包括电路板41和电源接口 42,电源接口 42与电路板41进行电路连接,接入外部电源输入。
[0024]如图3、图4、图9及图10所示,光路系统3至少包括栗浦源31、光栅32、光纤33、光纤盘34及准直隔离器35 ;
栗浦源31固定安装在蒸发冷板24上,与蒸发冷板24的直接或间接接触;栗浦源31上设有传感器安装孔311 ;蒸发冷板24与栗浦源31固定安装在箱体11的光路电路区段111 ;光栅32包括第一光栅321和第二光栅322 ;
光纤33包括增益光纤331和传输光纤332 ;
光纤盘34
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