[发明专利]用于光纤的冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号传输设备制造技术领域，特别涉及一种用于光纤的冷却装置。

背景技术

高功率高能量光纤激光器和光纤放大器，在工业加工、军事和医疗等领域都有着广泛的应用前景。近些年随着大模场光纤应用于高功率激光系统中。光纤激光器的输出能力显著提升。

伴随光纤激光器输出能力的提高，光纤进行激光转化的过程中由于量子亏损导致的热效应也越来越显著。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。传统克服光纤热效应的方法有很多，例如强制对流冷却换热（风冷，水冷），耦合传导换热（导热硅胶耦合热沉）等等。通过设计换热的条件促进光纤与环境的换热过程。

在传统的用于光纤的冷却装置中，将光纤埋入冷却凹槽然后用导热材料填充缝隙。随着功率不断提高，传统换热方法的瓶颈逐渐显现。即光纤涂覆层的热损伤温度阈值（100度左右）远远低于光纤石英包层的热损伤温度阈值（数百度至1000度）。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种冷却效果好的用于光纤的冷却装置。

根据本发明实施例的用于光纤的冷却装置，包括：壳体和多个光纤夹持组件。具体而言，所述壳体内具有环形冷却流体通路且所述环形冷却流体通路具有冷却流体进口和冷却流体出口；所述多个光纤夹持组件沿所述壳体的周向间隔布置在所述环形冷却流体通路内且用于夹持所述光纤，所述光纤夹持组件具有供所述冷却流体通过的通槽。

根据本发明实施例的用于光纤的冷却装置，冷却流体可以由冷却流体进口输入该冷却装置并由冷却流体出口输出，用于在环形冷却流体通路内形成流动的冷却流体以冷却放置于冷却装置内的光纤。由此，流动的冷却流体对光纤进行冷却，提高了冷却装置的冷却性能，使光纤快速冷却，避免温度过高损坏光纤或影响光纤的信号传输，提高了光纤的使用寿命和信号传输的稳定性。

另外，根据本发明上述实施例的用于光纤的冷却装置，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述壳体包括：基体和盖板。具体而言，所述基体具有基体通孔和设在所述基体的表面上且围绕所述基体通孔的环形凹槽；所述盖板覆盖在所述基体的上表面上且封闭所述环形凹槽以形成所述环形冷却流体通路。由此，使壳体的结构简单，便于壳体的成型和装配，提高了壳体的成型效率。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述基体和所述盖板均为圆形，所述盖板具有与所述基体通孔对齐的盖板通孔。由此，使壳体为环形壳体，便于在壳体内形成圆环形的环形冷却流体通路，便于光纤盘绕在环形冷却流体通路内，避免光纤过渡弯折，便于光纤的安装，提高了光纤的装配效率。此外，圆环形的壳体外形美观，提高了壳体的外观的美观性。

此外，根据本发明的一个实施例，所述光纤夹持组件包括下夹持块和上夹持块，所述上夹持块安装在所述下夹持块的上表面上，所述下夹持块的上表面和所述上夹持块的下表面中的至少一个上设有用于容纳和夹持所述光纤的多个夹持槽，所述多个夹持槽沿所述环形冷却流体通路的径向间隔开，所述通槽形成在所述上夹持块和所述下夹持块中的至少一个内。由此，使光纤夹持组件的结构简单，便于光纤夹持组件夹持光纤，提高了光纤的装配效率，结构简单，成型方便，夹持效果好。

有利地，根据本发明的一个实施例，所述夹持槽形成在所述下夹持块的上表面上，所述上夹持块和所述下夹持块均形成有所述通槽。由此，使光纤安装方便。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述通槽为长圆形。由此，进一步地提高冷却流体与光纤夹持组件的换热面积。

此外，根据本发明的一个实施例，所述环形冷却流体通路内设有用于在所述环形冷却流体通路内产生冷却流体湍流的湍流发生件。由此，提高了冷却流体的换热效率。

此外，根据本发明的一个实施例，所述环形冷却流体通路的壁面设有耐高温金属材料层且经过防腐处理。由此，提高了壳体的性能，避免冷却流体侵蚀壳体的内表面或因高温造成的壳体损坏，提高了壳体的使用寿命。

此外，根据本发明的一个实施例，所述光纤外面包覆有涂覆层，所述涂覆层与所述光纤夹持组件之间设有导热材料层。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述光纤与所述光纤夹持组件之间设有导热材料层。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明