基于水冷和浸入式相变液冷的光纤激光冷却装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110829162A(43)申请公布日2020.02.21(21)申请号201911005196.2(22)申请日2019.10.22(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人王小林杨保来奚小明宋涛张汉伟史尘王泽锋周朴司磊许晓军陈金宝(74)专利代理机构中国和平利用军工技术协会专利中心11215代理人刘光德彭霜(51)Int.Cl.H01S3/067(2006.01)H01S3/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称基于水冷和浸入式相变液冷的光纤激光冷却装置及方法(57)摘要本发明公开了一种基于水冷和浸入式相变液冷的光纤激光冷却装置，包括基底水冷板和盖板水冷板；基底水冷板的上表面设置有放置被灌封胶覆盖的光纤激光器器件和低沸点液体的凹槽；基底水冷板的侧面设置有低沸点液体注液口和低沸点液体排液口；低沸点液体注液口和低沸点液体排液口与凹槽连通；基底水冷板的侧边沿设置有光纤输入输出预留孔；盖板水冷板与凹槽密封连接；盖板水冷板的内部设置有冷却水流动的第一密封空间；盖板水冷板上设置有盖板水冷板冷却水入口和盖板水冷板冷却水出口；盖板水冷板冷却水入口和盖板水冷板冷却水出口与第一密封空间连通。本发明还公开了一种光纤激光冷却方法。本发明能够实现光纤激光器器件各个发热面的全方位冷却。CN110829162ACN110829162A权利要求书1/2页1.一种基于水冷和浸入式相变液冷的光纤激光冷却装置，其特征在于，所述光纤激光冷却装置包括基底水冷板(1)和盖板水冷板(2)；所述基底水冷板(1)的上表面设置有用于放置被灌封胶(1-8)覆盖的光纤激光器器件和低沸点液体(1-9)的凹槽(1-2)；所述基底水冷板(1)的侧面设置有低沸点液体注液口(5)和低沸点液体排液口(6)；所述低沸点液体注液口(5)和低沸点液体排液口(6)与所述凹槽(1-2)连通；所述基底水冷板(1)的侧边沿设置有光纤输入输出预留孔(1-10)；所述盖板水冷板(2)与所述凹槽(1-2)密封连接；所述盖板水冷板(2)的内部设置有冷却水流动的第一密封空间；所述盖板水冷板(2)上设置有盖板水冷板冷却水入口(7)和盖板水冷板冷却水出口(8)；所述盖板水冷板冷却水入口(7)和盖板水冷板冷却水出口(8)与所述第一密封空间连通。2.根据权利要求1所述的光纤激光冷却装置，其特征在于，所述基底水冷板(1)的底部设置有冷却水流动的第二密封空间；所述基底水冷板(1)上设置有基底水冷板冷却水入口(3)和基底水冷板冷却水出口(4)；所述基底水冷板冷却水入口(3)和基底水冷板冷却水出口(4)与所述第二密封空间连通。3.根据权利要求2所述的光纤激光冷却装置，其特征在于，所述第一密封空间和第二密封空间均为蛇形流道或环形流道。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的光纤激光冷却装置，其特征在于，所述凹槽(1-2)的深度与光纤激光器器件中最高器件高度之差为3～15mm；所述凹槽(1-2)内的低沸点液体界面与光纤激光器器件中最高器件顶端的位置差为1～10mm；所述灌封胶(1-8)的厚度为0.01～1mm。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的光纤激光冷却装置，其特征在于，所述低沸点液体(1-9)的沸点低于所述光纤激光器器件工作所许可的最高温度中的最小值。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的光纤激光冷却装置，其特征在于，所述低沸点液体注液口(5)的位置高于所述光纤激光器器件中最高器件所对应的位置；所述低沸点液体排液口(6)的位置低于所述凹槽(1-2)内部的最低平面所对应的位置。7.根据权利要求书1～6中任意一项所述的光纤激光冷却装置，其特征在于，所述低沸点液体注液口(5)和低沸点液体排液口(6)均为具有自锁和密封能力的自锁阀。8.根据权利要求书1～3中任意一项所述的光纤激光冷却装置，其特征在于，所述基底水冷板冷却水入口(3)、基底水冷板冷却水出口(4)、盖板水冷板冷却水入口(7)和盖板水冷板冷却水出口(8)均为水冷接头。9.一种基于水冷和浸入式相变液冷的光纤激光冷却方法，其特征在于，所述光纤激光冷却方法采用权利要求1～8中任意一项所述的光纤激光冷却装置冷却，包括如下步骤：将光纤激光器器件放置在基底水冷板(1)内的凹槽(1-2)内后进行光纤熔接；并将光纤熔接后的光纤激光器器件的输入输出光纤从预留光纤孔位(1-10)伸出后与泵浦源的输出光纤进行熔接，将光纤熔接后的光纤激光器器件的输出光纤从预留光纤孔位(1-10)伸出后与光纤端帽输入光纤进行熔接；对光纤熔接点进行涂覆；采用灌封胶(1-8)，将所述光纤激光器器件和涂覆后的光纤熔接点进行灌封后固化；2CN11082916