[发明专利]一种光纤直接散热装置及方法

说明书

本发明提供了一种光纤直接散热装置及方法，用以解决目前间接热传导的光纤散热方式存在的光纤散热效果不佳、无法发挥光纤长度优势及影响光纤内激光偏振态和波导传输特性的问题。所述装置中光纤设置于软管内，进水封堵和出水封堵通过快插接头与软管两端连接；光纤依次穿过进水封堵光纤通孔、软管、出水封堵光纤通孔；光纤从进水封堵穿入和从出水封堵穿出的位置通过防水胶密封；进水封堵设有进水口，进水口通过快插接头与进水管连接；出水封堵设有出水口，出水口通过快插接头与出水管连接。本发明使光纤散热效果好，同时光纤可以摆脱金属基板的束缚，可随软管在一定范围内移动，可发挥光纤长度优势，且不影响光纤内激光的偏振态和波导传输特性。

技术领域

本发明属于光纤技术领域，特别涉及一种光纤直接散热装置及方法。

背景技术

光纤是光纤激光器光源的核心部件，其用途包括以下几种：传输激光、放大激光和激光频率变换等。通常传输激光采用无源光纤、放大激光采用增益光纤、频率变化采用非线性光纤。上述三类光纤工作过程中由于激光损耗，会导致光纤产生热量。当激光功率过大时，上述激光损耗所致的热积累会变得更为严峻，常规的自然散热无法满足要求。此时会导致光纤熔断或光纤损耗增大等严重后果，影响光纤的正常使用。为了保证高功率情况下光纤的正常使用，需要对光纤进行主动散热。

随着光纤激光技术的迅速发展，光纤激光光源已应用到社会的各行各业。光纤散热技术是光纤激光技术中的核心技术之一。先进的光纤散热手段是保证光纤激光产品长期稳定可靠的关键点。目前光纤散热的主要方法为间接热传导方式，具体方法如下：首先在金属板上刻光纤槽，将热负载高的光纤置于光纤槽内，光纤将热量通过光纤槽传导至金属基板；再通过风冷或者水冷对金属基板进行散热，从而实现光纤间接散热。这种方法存在诸多弊端，比如光纤与基板接触面小，影响散热效果、光纤与基板之间存在空气缝隙，影响导热效果、光纤与冷源间接接触，存在大温度梯度，以上诸多弊端均影响光纤散热效果。另一方面，为了给光纤散热，光纤必须附着和缠绕在金属基板上，这严重束缚了光纤，导致光纤不能离开金属基板，舍弃了光纤的长度优势，对部分需要发挥光纤长度优势的光纤激光器造成损失。同时由于强制缠绕，导致光纤内产生应力，影响光纤内激光的偏振态和波导传输特性。

发明内容

为了解决目前间接热传导的光纤散热方式存在的光纤散热效果不佳、无法发挥光纤长度优势及影响光纤内激光偏振态和波导传输特性的问题，本发明提供了一种光纤直接散热装置及方法，将光纤置于软管内，冷却液直接注入软管内冲刷光纤，带走光纤上的废热，克服了光纤与冷源之间的温度梯度和接触面小的问题，能够更加高效的为光纤提供散热需求，散热效果好，同时光纤可以摆脱金属基板的束缚，可随软管在一定范围内移动、弯折，可发挥光纤长度优势，且不影响光纤内激光的偏振态和波导传输特性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种光纤直接散热装置，包括软管、进水封堵、出水封堵和冷却液；其中，光纤设置于所述软管内，所述进水封堵一端通过进水封堵快插接头与所述软管一端连接，所述出水封堵一端通过出水封堵快插接头与所述软管另一端连接；所述进水封堵设置有进水封堵光纤通孔，出水封堵设置有出水封堵光纤通孔，所述光纤依次穿过所述进水封堵光纤通孔、软管、出水封堵光纤通孔；所述光纤从所述进水封堵光纤通孔穿入的位置和从所述出水封堵光纤通孔穿出的位置通过防水胶密封；所述进水封堵一面设置有进水口，所述进水口设置有进水口快插接头，所述进水口通过所述进水口快插接头与进水管连接；所述出水封堵一面设置有出水口，所述出水口设置有出水口快插接头，所述出水口通过所述出水口快插接头与出水管连接；所述冷却液从所述进水管通过所述进水口流入所述软管，通过所述出水口从所述出水管流出。

作为优选，所述光纤为增益光纤或非线性光纤或具有高损耗光纤熔点的光纤器件。

作为优选，所述冷却液为冷水或液态制冷剂。

第二方面，本发明还提供了一种光纤直接散热的方法，所述方法包括如下步骤：