为复合式光纤盘，包括光纤微通道341和光纤固定板342 ;其中增益光纤331沿着光纤盘34的光纤微通道341盘绕，光纤固定板342将增益光纤331固定保护在光纤盘微通道341上；第一光栅321连接栗浦源31与增益光纤331，第二光栅322连接增益光纤331与传输光纤332，第一光栅321和第二光纤322固定安装在光纤盘34上；传输光纤332连接准直隔离器35 ;
准直隔离器35放置于箱体11外部。
[0025]如图11、图12所示，控制系统5为集成控制系统，包括激光器主控板51、通讯接口52、制冷控制板53、压缩机驱动板54、温度传感器55及栗浦源驱动器56 ;
激光器主控板51连接通讯接口 52，通讯接口 52接收外部输入指令，激光主控板51与电路板41连接接收电路输入，激光器主控板51与制冷控制板53和栗浦源驱动器56连接，分别控制制冷系统2及光路系统3的运行；栗浦源驱动器56连接栗浦源31，控制栗浦源31的运行；
温度传感器55安装在栗浦源31上的温度传感器安装孔311或蒸发冷板24上的温度传感器装配孔244内，接触连接感应栗浦源31的温度；
制冷控制板53与温度传感器55、压缩机驱动板54及冷凝器风扇223连接，制冷控制板53接收温度传感器55的信号输入并按激光器主控板51的指令控制制冷系统2的微型压缩机21、冷凝器风扇223的开启及转速；
压缩机驱动板54连接制冷控制板53及微型压缩机21，接收制冷控制板53的输入信号控制压缩机21的开启及转速；
栗浦源驱动器56设置于机箱I的箱体11内，连接激光器主控板51、栗浦源31和电路板41，接收电路板41的电路输入，按激光器主控板51的指令对栗浦源31进行电流电压控制。
[0026]其中，栗浦源31可按激光器功率大小，选择一块或多块栗浦源；压缩机制冷系统2可按栗浦源的热量需求匹配一台或多台压缩机；同样蒸发冷板24可按激光器栗浦源31的需求，设定为单个大尺寸蒸发冷板24或多个小尺寸蒸发冷板24。
[0027]本发明的含高效温控装置的光纤激光器具体工作过程如下:
压缩机直冷系统2的工作过程:压缩机直冷系统2为全封闭冷媒循环系统，微型压缩机21将冷媒推进冷凝器22，冷凝器风扇223对冷凝器22进行散热，散热后的冷媒通过节流装置23进入蒸发冷板24，将冷量输出集中在蒸发冷板24上，冷媒在蒸发冷板24与栗浦源31进行热交换后，回入微型压缩机21 ;
激光器的主发热源栗浦源31与蒸发冷板24直接或间接接触，进行热交换，温度传感器55安装在栗浦源31上的温度传感器安装孔311或蒸发冷板24上的温度传感器装配孔244内，节流装置23设在蒸发冷板24进口端241，制冷控制板53接收激光主控板51的指令与温度传感器55的信号反馈，控制微型压缩机21和冷凝器风扇223的开启及转速，与栗浦源31产生的热能进行实时匹配，输出与栗浦源31需求同等的冷量，将栗浦源31的工作温度控制一个精确的范围，确保出光波长的稳定性；
隔板13将箱体11分为激光器光路电路区段111和散热区段112 ;散热区段112与外界环境空气对流散热，通过设置筛网过滤器14隔离空气对流时的杂物进入；光路电路部件安装放置在光路电路区段111。
[0028]激光器主控板51接收外部的输入指令，开启或关闭光路系统4及控制光路系统的电压电流。激光主控板51通过制冷控制板53控制控制压缩机21和冷凝器风扇223的开启及转速，制冷控制板53接收温度传感器55的温度信号与激光器主控板51的指令信号，对制冷系统2进行匹配控制，产生与栗浦源31散热需求相等的冷量，以实现对栗浦源31的精确温控。
[0029]本发明的光纤激光器可指不同类型的光纤激光器，如脉冲光纤激光器、连续光纤激光器、准连续光纤激光器及光纤激光放大器。对超大功率的巨能光纤激光器，可采用单台大功率压缩机和单块多块蒸发冷板或多台微型压缩机制冷系统和多块蒸发冷板分别对栗浦源进行直接冷却温控，都是在本发明基础上的应用拓展。
【主权项】
1.一种含高效温控装置的光纤激光器，包括机箱以及收容于该机箱内的控制系统；其特征在于:所述光纤激光器还包括收容于所述机箱内的压缩机制冷系统、光路系统及电路系统； 所述机箱内设有隔板，通过所述隔板将所述机箱的内置空间分隔为光路电路区段和散热区段； 所述压缩机制冷系统安装在所述箱体内，包括分别通过多根连接铜管连接的微型压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发冷板及冷媒冲注口 ； 所述电路系统包括电源接口和电路板，所述的电源接口与电路板进行电路连接，接入外部电源输入； 所述光路系统包括栗浦源、光纤、光纤盘、光栅及准直隔离器；所述栗浦源与所述蒸发冷板的平板面直接或间接接触并固定安装在所述箱体内；所述光纤通过所述光纤盘固定；所述光栅包括第一光栅和第二光栅，分别连接增益光纤的两端，并固定安装在光纤盘上；所述准直隔离器通过光纤连接放置于所述机箱的外部； 所述控制系统为集成控制系统，包括激光器主控板、制冷控制板、压缩机驱动板、温度传感器及栗浦源驱动器；所述激光器主控板连接通讯接口，接收外部输入指令，所述激光主控板分别与所述的电路板、制冷控制板和栗浦源驱动器连接，分别控制所述的电路系统、制冷系统及光路系统；所述制冷控制板与所述的温度传感器、压缩机驱动板、冷凝器风扇连接，所述温度传感器接触连接感应所述栗浦源的温度；所述制冷控制板接收所述温度传感器的信号输入并按所述激光器主控板的输入要求控制所述制冷系统的压缩机、冷凝器风扇的开启及转速；所述压缩机驱动板连接所述制冷系统的微型压缩机，按制冷控制板的输入信号控制所述压缩机的开启及转速；所述栗浦源驱动器设置于所述机箱的箱体内，连接所述的栗浦源和电路板，按所述激光器主控板的输入要求对所述栗浦源进行电流电压控制。2.如权利要求1所述的含高效温控装置的光纤激光器，其特征在于:所述机箱包括箱体和箱体盖； 所述箱体由所述隔板分割为所述的光路电路区段和散热区段；所述散热区段箱体设有进出风道； 所述箱体盖与所述箱体相匹配，由第一箱体盖和第二箱体盖构成；所述第一箱体盖与所述光路电路区段相匹配，装配连接所述光路电路区段的箱体及所述隔板；所述第二箱体盖与散热区段相匹配，装配连接所述散热区段的箱体及所述隔板。3.如权利要求2所述的含高效温控装置的光纤激光器，其特征在于:所述机箱散热区段进风口设有筛网过滤器。4.如权利要求1或2所述的含高效温控装置的光纤激光器，其特征在于:所述微型压缩机固定配置在所述机箱的散热区段，出口端通过第一连接铜管连接所述冷凝器； 所述冷凝器装配在所述机箱的散热区段出风口，固定安装有冷凝器风扇；该冷凝器风扇用于对所述冷凝器散热；所述冷凝器的进口端连接所述第一连接铜管，出口端通过第二连接铜管连接所述节流装置； 所述节流装置设置于所述的冷凝器和蒸发冷板之间，一端通过所述第二连接铜管连接所述冷凝器的出口端，另一端通过第三连接铜管连接所述蒸发冷板的进口端； 所述蒸发冷板装配在所述机箱的光路电路区段，内部设有微型流道结构，单面或双面为平板结构；所述蒸发冷板的出口端通过第四连接铜管连接所述微型压缩机的进口端；所述冷媒充注口位于所述蒸发冷板出口端与所述微型压缩机进口端之间。5.如权利要求3所述的含高效温控装置的光纤激光器，其特征在于:所述蒸发冷板内部设有微型流道结构，微型流道可为多通道并联或串联。6.如权利要求3所述的含高效温控装置的光纤激光器，其特征在于:所述蒸发冷板的一面或两面为平板结构，所述蒸发冷板的平板面与所述栗浦源直接或间接接触，吸收所述栗浦源所产生的热量。7.如权利要求6所述的含高效温控装置的光纤激光器，其特征在于:所述蒸发冷板上可固定接触连接多块栗浦源，对多块栗浦源同时进行温控。8.如权利要求1所述的含高效温控装置的光纤激光器，其特征在于:所述栗浦源上设有温度传感器安装孔；所述蒸发冷板上设有温度传感器装配孔；所述温度传感器安装在所述温度传感器安装孔或温度传感器装配孔内。9.如权利要求1所述的含高效温控装置的光纤激光器，其特征在于:所述光纤盘上设有光纤微通道和光纤固定板； 所述光纤沿着光纤微通道盘绕固定； 所述光纤固定板安装在所述光纤盘的光纤微形通道上部，对所述光纤进行固定和保护。10.如权利要求1所述的含高效温控装置的光纤激光器，其特征在于: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。
【专利摘要】本发明涉及一种含高效温控装置的光纤激光器，其包括内设有隔板的机箱以及收容于该机箱内的控制系统、微型压缩机直接冷却系统及光路电路系统。本发明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。
【IPC分类】H01S3/067, H01S3/042, F25B49/02
【公开号】CN105098573
【申请号】CN201510634911
【发明人】孙正军
【申请人】孙正军
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月30日