用于光纤激光器的光纤冷却装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤激光器领域，具体而言，涉及一种用于光纤激光器的光纤冷却装置。
【背景技术】
[0002]采用掺稀土光纤作为激光增益介质的光纤激光器由于相比于其他类型激光器具有高效率、高光束质量、结构紧凑、维护成本低等诸多优势，近年来已广泛应用于工业、医疗以及国防领域。然而，随着输出功率的提升，光纤激光器中的光纤在激光转化的过程中由于量子亏损导致的热效应愈发显著。光纤热效应会导致热透镜效应、热致能量损耗、光纤热损伤等问题。
[0003]现有技术中通常采用传导冷却方式来应对光纤激光器特别是高功率光纤激光器的热效应问题，在此冷却传导方式中，光纤被固定于金属热沉，并通过介于光纤与金属热沉之间的传导材料来疏散聚集于光纤内的热量。然而，由于光纤外层的涂覆层的耐温较低(涂覆层的燃点通常低于200摄氏度)并且上述传导材料难以与光纤表面和金属热沉表面紧密接合，导致传导冷却方式具有受限的散热能力，从而制约光纤激光器的输出功率提升。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于光纤激光器的光纤冷却装置，以改善现有技术中用于光纤激光器的光纤冷却方式限制光纤激光器的输出功率的问题。
[0005]本实用新型是这样实现的:
[0006]—种用于光纤激光器的光纤冷却装置，包括光纤、光纤输入夹持件、光纤输出夹持件、以及供冷却流体流动的冷却管道，所述冷却管道包括多个冷却管和多个转接夹持件，所述多个冷却管中每两个相邻的冷却管通过一个所述转接夹持件连接，其中一个所述冷却管位于所述冷却管道的一端，另一个所述冷却管位于所述冷却管道的另一端，所述光纤输入夹持件固定连接于所述位于所述冷却管道一端的冷却管，所述光纤输出夹持件固定连接于所述位于所述冷却管道另一端的冷却管，所述光纤和所述冷却流体均通过所述光纤输入夹持件进入所述冷却管道并且在依次经过所述多个冷却管后从所述光纤输出夹持件引出，所述光纤在所述冷却管道中被所述多个转接夹持件夹持。
[0007]进一步地，所述多个转接夹持件均为圆柱体，所述每个转接夹持件设置有位于该转接夹持件内部中央位置处的光纤夹持通孔，所述每个转接夹持件通过所述光纤夹持通孔来夹持所述光纤，所述每个转接夹持件的内部还设置有多个冷却流体通道，所述冷却流体通过所述多个冷却流体通道穿过所述每个转接夹持件。一方面，可以通过光纤夹持通孔对光纤进行夹持以防止光纤与冷却管道的壁面接触；另一方面，冷却流体通道可以有助于冷却流体在冷却管中形成湍流，从而增强冷却管中光纤与冷却流体的热交换能力。
[0008]进一步地，所述多个冷却流体通道均匀地设置在与所述光纤夹持通孔同心的一个圆周上。以此方式设置冷却流体通道有利于在冷却管道中较好地形成湍流。
[0009]进一步地，所述光纤的外部包覆有涂覆层，所述涂覆层与所述光纤夹持通孔之间填充有低折射率胶层或导热材料层。在此情况下，低折射率胶层或导热材料层有助于稳固地夹持光纤；此外，由于光纤未被光纤夹持通孔夹持的部分直接接触冷却流体，并且光纤被光纤夹持通孔夹持的部分可以将其热量通过低折射率胶层或导热材料层传导至冷却流体，从而可以在光纤与冷却流体之间实现较好的换热效果。
[0010]进一步地，所述光纤为剥离涂覆层的裸纤，所述光纤与所述转接夹持件之间填充有低折射率胶层或导热材料层。在此情况下，低折射率胶层或导热材料层有助于稳固地夹持光纤；此外，由于光纤外部不存在涂覆层，因而可以不再受限于涂覆层的低耐热温度和低热传导率，使得可以实现更好的换热效果。
[0011]进一步地，所述光纤输入夹持件包括第一本体、设置于所述第一本体的光纤引入孔和至少一个冷却流体导入孔，所述光纤通过所述光纤引入孔进入所述冷却管道，所述冷却流体经过所述至少一个冷却流体导入孔进入所述冷却管道。通过此光纤输入夹持件，可以方便地使光纤置于冷却管道中并且可以方便地向冷却管道中引入冷却流体以对光纤进行冷却。
[0012]进一步地，所述光纤输出夹持件包括第二本体、设置于所述第二本体的光纤引出孔和至少一个冷却流体导出孔，所述光纤通过所述光纤引出孔从所述冷却管道引出，所述冷却流体通过所述至少一个冷却流体导出孔从所述冷却管道导出。通过此光纤输出夹持件，可以方便地将光纤从冷却管道的另一端引出并且可以方便地从冷却管道的另一端导出与光纤进行热交换后的冷却流体。
[0013]进一步地，所述冷却管中的每个冷却管的内壁面设置有耐高温材料层且经过防腐处理。因此，在对光纤进行冷却的过程中，可以防止冷却管由于冷却流体过热而发生变形并且可以防止冷却管受到冷却流体腐蚀。
[0014]进一步地，所述冷却管为柔性管。在此情况下，可以容易地对冷却管道进行盘绕以符合于光纤环的形状。
[0015]进一步地，所述冷却流体选自去离子水和氟化液中的一种。去离子水和氟化液二者均具有较高的透光率、高流动性、高对流换热系数、高材料相容性以及与光纤的涂覆层相比较低的折射率，因而可以较好地对光纤激光器中的光纤进行冷却。
[0016]本实用新型实现的有益效果:本实用新型实施例提供的用于光纤激光器的光纤冷却装置在工作时，光纤可以通过光纤输入夹持件和光纤输出夹持件保持在冷却管道中，并且可以通过转接夹持件的夹持作用而不与冷却管道中的冷却管的壁面接触，从而使光纤的表面均可以与在冷却管道中单向流动的冷却流体直接接触，以使光纤可以通过与冷却流体进行对流热交换而被有效地冷却。由此可以看出，本实用新型实施例提供的用于光纤激光器的光纤冷却装置可以通过采用强制性流体对流冷却方式有效地对光纤进行冷却，从而有利于提升光纤激光器的输出功率，并且有利于抑制光纤激光器中与光纤温度相关的负面物理效应。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例提供的用于光纤激光器的光纤冷却装置的示意性结构图；
[0018]图2是本实用新型实施例提供的用于光纤激光器的光纤冷却装置中的转接夹持件的示意性剖视图；
[0019]图3是本实用新型实施例提供的用于光纤激光器的光纤冷却装置中的光纤输入夹持件的端面示意图；
[0020]图4是本实用新型实施例提供的用于光纤激光器的光纤冷却装置中的光纤输出夹持件的端面示意图。
[0021]其中，附图标记汇总如下:光纤110，光纤输入夹持件120，光纤输出夹持件150，7令却管130，转接夹持件140，光纤夹持通孔141，冷却流体通道142，第一本体121，光纤引入孔122，冷却流体导入孔123，第二本体151，光纤引出孔152，冷却流体导出孔153。
【具体实施方式】
[0022]鉴于现有技术中用于光纤激光器的光纤冷却方式限制光纤激光器的输出功率的问题，本发明人构思出一种用于光纤激光器的光纤冷却装置。该光纤冷却装置包括光纤、光纤输入夹持件、光纤输出夹持件以及供冷却流体流动的冷却管道，所述冷却管道包括多个冷却管和用于连接所述多个冷却管的多个转接夹持件，光纤输入夹持件和光纤输出夹持件分别固定连接于所述冷却管道的两端，所述光纤和所述冷却流体均通过光纤输入夹持件进入冷却管道并且在依次经过所述多个冷却管后从所述光纤输出夹持件引出，所述光纤在冷却管道中被所述多个转接夹持件夹持。在该光纤冷却装置工作时，光纤可以通过光纤输入夹持件和光纤输出夹持件保持在冷却管道中，并且可以通过转接夹持件的夹持作用而不与冷却管道中的冷却管的壁面接触，从而使光纤的表面均可以与在冷却管道中单向流动的冷却流体直接接触，以使光纤可以通过与冷却流体进行对流热交换而被有效地冷却。
[0023]下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中