【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及激光器散熱，具體是指一種用于激光器的散熱裝置。
技術(shù)介紹
1、激光器是一種能夠通過受激輻射放大光的設(shè)備。它的工作原理基于“受激輻射”的過程，在這個過程中，原子或分子在外部光源的激勵下，釋放出與特定波長相對應(yīng)的光子。這些光子會促進更多的原子或分子釋放光子，從而實現(xiàn)光的放大，主要由增益介質(zhì)、泵浦源、諧振腔和散熱系統(tǒng)組成，泵浦源作為激光器中的一個關(guān)鍵組件，包含了激光芯片、準(zhǔn)直鏡、偏振分?jǐn)?shù)合束器等激光發(fā)生和集束的部件，激光在“受激輻射”的過程中，因為能量轉(zhuǎn)換效率的問題導(dǎo)致發(fā)熱，相應(yīng)的光學(xué)元件因為光損耗導(dǎo)致這些元件升溫，使得泵浦源在工作中溫度持續(xù)走高的，需要一套高效率的冷卻系統(tǒng)，確保激光器的穩(wěn)定性和壽命。
2、由于激光器在金屬切割方面表現(xiàn)優(yōu)異，市場上對于更大功率的激光切割器尤為期待，希望能達到更厚型材的切割效果，滿足金屬加工行業(yè)的使用需求，通常大功率激光器實現(xiàn)的方式是集成多個泵浦源，通過合束器將多束激光合并成一道，這就使得大功率激光器需要匹配更高效的冷卻系統(tǒng)，現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)冷或水冷來維持適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟龋饕菫槎鄠€泵浦源外部提供恒溫環(huán)境，加快泵浦源熱量散發(fā)，泵浦源內(nèi)部設(shè)計中，增加了多組的激光芯片和準(zhǔn)直鏡，使得泵浦源內(nèi)部熱量較高，為了保證激光器的穩(wěn)定性，泵浦源采用封閉設(shè)計，內(nèi)部積累的溫度得不到有效散發(fā)，會使長時間工作中的泵浦源內(nèi)部元件燒壞，在提高激光器更高功率密度的同時，就需要一套更高效的散熱裝置。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是克服上述困難，提
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案為：一種用于激光器的散熱裝置，包括防護箱，防護箱上設(shè)有安裝板，防護箱內(nèi)設(shè)有用于散熱的水泵和散熱器，安裝板上設(shè)有多個泵浦源，
3、散熱裝置具備集成恒溫保持系統(tǒng)和泵浦源降熱系統(tǒng)，具備水冷散熱結(jié)構(gòu)和風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)；
4、集成恒溫保持系統(tǒng)包括安裝于安裝板頂部和底部的保溫罩一和保溫罩二，泵浦源設(shè)于保溫罩一內(nèi)，安裝板底部設(shè)有水冷排管和水冷散熱器，水冷散熱器與水冷排管連通，水冷散熱器安裝于安裝板上的通孔，與泵浦源接觸；
5、泵浦源降熱系統(tǒng)包括替換泵浦源封蓋的降溫蓋和隔離散熱器，降溫蓋安裝于泵浦源的底座上，隔離散熱器安裝于降溫蓋底部，對成組的激光芯片和慢軸準(zhǔn)直鏡進行分區(qū)隔離；
6、水冷散熱結(jié)構(gòu)包括水泵，水泵輸出兩條支路，一路與集成恒溫保持系統(tǒng)的水冷排管連通，使安裝板上下兩側(cè)處于恒溫狀態(tài)，并通過水冷散熱器對泵浦源的底座降溫，一路與降溫蓋內(nèi)部通道連通，對隔離散熱器降溫，回流冷卻液通過散熱器降溫后輸入水泵；
7、風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)包括換熱筒和內(nèi)嵌式風(fēng)扇，換熱筒通過內(nèi)部通路使冷卻液與熱風(fēng)產(chǎn)生熱交換，泵浦源與降溫蓋形成封閉空腔，內(nèi)嵌式風(fēng)扇和換熱筒與泵浦源內(nèi)部形成封閉回路。
8、作為改進：所述安裝板上設(shè)有多個安裝槽一，底座螺栓連接在安裝槽一上，安裝槽一成兩排多列分布，水冷排管設(shè)有兩組，水冷排管呈u形圍繞在安裝板底部、泵浦源兩側(cè)，水冷散熱器與安裝槽一對應(yīng)排列，每排的相鄰水冷散熱器之間設(shè)有蛛腳形管，蛛腳形管的多個支管均與水冷排管連通，提高安裝板的冷卻效率。
9、作為改進：所述水冷散熱器包括連接板和封殼，連接板和封殼連接，連接板頂部設(shè)有導(dǎo)熱板，底部設(shè)有與導(dǎo)熱板連接的鰭片，導(dǎo)熱板與底座底部接觸配合，導(dǎo)熱板頂部均勻設(shè)有多個導(dǎo)熱臺，導(dǎo)熱臺與底座底部的線槽接觸配合，封殼上設(shè)有液箱，鰭片設(shè)于液箱內(nèi)，液箱兩端管口與水冷排管連通，提高底座的冷卻效率。
10、作為改進：所述降溫蓋與底座之間設(shè)有密封墊，降溫蓋頂部設(shè)有多個管接口，降溫蓋內(nèi)部設(shè)有水冷回路，降溫蓋底部設(shè)有安裝槽二，隔離散熱器密封安裝于安裝槽二中，隔離散熱器部分位于水冷回路中，降溫蓋前后端分別設(shè)有主送風(fēng)口和排風(fēng)口，降溫蓋底部兩側(cè)設(shè)有輔送風(fēng)道，對泵浦源內(nèi)部進行獨立降溫，且不影響激光發(fā)生工作。
11、作為改進：所述隔離散熱器包括安裝片，安裝片底部設(shè)有多個隔離片，隔離片設(shè)于相鄰激光芯片之間，相鄰隔離片之間設(shè)有多個傳熱片，傳熱片上設(shè)有通孔，傳熱片底部設(shè)有避讓槽，安裝片頂部設(shè)有散熱片，散熱片穿過安裝槽二上的通孔，設(shè)于水冷回路中，安裝片底部兩端設(shè)有導(dǎo)風(fēng)片，將多個激光芯片分為獨立空間進行散熱。
12、作為改進：所述底座在合束玻片后側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱塊，導(dǎo)熱塊插接于底座邊側(cè)凹槽內(nèi)，光纖穿過導(dǎo)熱塊上的通孔，導(dǎo)熱塊靠近合束玻片一端設(shè)有錐形孔，導(dǎo)熱塊頂部設(shè)有導(dǎo)熱條，導(dǎo)熱條穿過降溫蓋上的通孔進入水冷回路中，導(dǎo)熱條端部設(shè)有散熱橫片，對激光合束點進行獨立散熱。
13、作為改進：所述換熱筒一端設(shè)有入風(fēng)管接口和入液管接口，另一端設(shè)有排風(fēng)管接口和排液管接口，換熱筒內(nèi)部設(shè)有多個蜂巢內(nèi)腔，蜂巢內(nèi)腔外側(cè)為蜂巢外腔，蜂巢內(nèi)腔間隔連通，且端部的蜂巢內(nèi)腔與入風(fēng)管接口和排風(fēng)管接口連通，蜂巢外腔與入液管接口和排液管接口連通，提高熱風(fēng)與冷卻液的熱量交換效率。
14、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于：本裝置專為大功率激光器的散熱而設(shè)計，具備集成恒溫保持系統(tǒng)和泵浦源降熱系統(tǒng)，并配備了水冷散熱結(jié)構(gòu)和風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了集成式安裝板的恒溫環(huán)境控制以及泵浦源內(nèi)部發(fā)熱組件的獨立散熱，極大提高了大功率激光器中集成泵浦源的散熱效率，具體來說：
15、1、采用了水冷和風(fēng)冷相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了恒溫環(huán)境控制以及對多個泵浦源獨立散熱的功能，極大提高了泵浦源內(nèi)部發(fā)熱組件的散熱效率，滿足了泵浦源工作溫度需求；
16、2、通過安裝板底部的水冷排管以及蛛腳形管，提高與安裝板的水冷交換作用面積，實現(xiàn)了安裝板區(qū)域的恒定溫度控制，通過水冷散熱器實現(xiàn)了對泵浦源底座的獨立散熱，加強了保溫罩內(nèi)部溫度的把控，保證多個泵浦源正常工作需求；
17、3、對泵浦源封蓋進行獨立設(shè)計，增加了水冷回路和多個送風(fēng)通道，配合隔離散熱器和導(dǎo)熱塊，實現(xiàn)了對泵浦源內(nèi)部元件的獨立散熱，能夠加快泵浦源內(nèi)部熱量的散發(fā)；
18、4、風(fēng)冷結(jié)構(gòu)采用封閉式循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免了外部灰塵進入泵浦源中，影響激光發(fā)生的穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)泵浦源內(nèi)部形成的熱空氣及時排出，提高散熱效率；
19、5、通過換熱筒實現(xiàn)了風(fēng)冷結(jié)構(gòu)與水冷結(jié)構(gòu)的熱交換，通過內(nèi)部的多個蜂巢內(nèi)腔，增加熱交換作用面積，提高熱交換效率，同時也滿足了風(fēng)冷結(jié)構(gòu)的封閉式循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計。
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1.一種用于激光器的散熱裝置，包括防護箱（1），防護箱（1）上設(shè)有安裝板（21），防護箱（1）內(nèi)設(shè)有用于散熱的水泵（6）和散熱器（8），安裝板（21）上設(shè)有多個泵浦源（00），其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光器的散熱裝置，其特征在于：所述安裝板（21）上設(shè)有多個安裝槽一（211），底座（01）螺栓連接在安裝槽一（211）上，安裝槽一（211）成兩排多列分布，水冷排管（24）設(shè)有兩組，水冷排管（24）呈U形圍繞在安裝板（21）底部、泵浦源（00）兩側(cè)，水冷散熱器（25）與安裝槽一（211）對應(yīng)排列，每排的相鄰水冷散熱器（25）之間設(shè)有蛛腳形管（241），蛛腳形管（241）的多個支管均與水冷排管（24）連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光器的散熱裝置，其特征在于：所述水冷散熱器（25）包括連接板（251）和封殼（252），連接板（251）和封殼（252）連接，連接板（251）頂部設(shè)有導(dǎo)熱板（253），底部設(shè)有與導(dǎo)熱板（253）連接的鰭片（255），導(dǎo)熱板（253）與底座（01）底部接觸配合，導(dǎo)熱板（253）頂部均勻設(shè)有多個導(dǎo)熱臺（25
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光器的散熱裝置，其特征在于：所述降溫蓋（4）與底座（01）之間設(shè)有密封墊（41），降溫蓋（4）頂部設(shè)有多個管接口（48），降溫蓋（4）內(nèi)部設(shè)有水冷回路（45），降溫蓋（4）底部設(shè)有安裝槽二（47），隔離散熱器（5）密封安裝于安裝槽二（47）中，隔離散熱器（5）部分位于水冷回路（45）中，降溫蓋（4）前后端分別設(shè)有主送風(fēng)口（43）和排風(fēng)口（46），降溫蓋（4）底部兩側(cè)設(shè)有輔送風(fēng)道（44）。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于激光器的散熱裝置，其特征在于：所述隔離散熱器（5）包括安裝片（51），安裝片（51）底部設(shè)有多個隔離片（52），隔離片（52）設(shè)于相鄰激光芯片（02）之間，相鄰隔離片（52）之間設(shè)有多個傳熱片（53），傳熱片（53）上設(shè)有通孔，傳熱片（53）底部設(shè)有避讓槽（54），安裝片（51）頂部設(shè)有散熱片（55），散熱片（55）穿過安裝槽二（47）上的通孔，設(shè)于水冷回路（45）中，安裝片（51）底部兩端設(shè)有導(dǎo)風(fēng)片（56）。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于激光器的散熱裝置，其特征在于：所述底座（01）在合束玻片（06）后側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱塊（42），導(dǎo)熱塊（42）插接于底座（01）邊側(cè)凹槽內(nèi)，光纖（07）穿過導(dǎo)熱塊（42）上的通孔，導(dǎo)熱塊（42）靠近合束玻片（06）一端設(shè)有錐形孔（421），導(dǎo)熱塊（42）頂部設(shè)有導(dǎo)熱條（422），導(dǎo)熱條（422）穿過降溫蓋（4）上的通孔進入水冷回路（45）中，導(dǎo)熱條（422）端部設(shè)有散熱橫片（423）。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光器的散熱裝置，其特征在于：所述換熱筒（7）一端設(shè)有入風(fēng)管接口（71）和入液管接口（72），另一端設(shè)有排風(fēng)管接口（73）和排液管接口（74），換熱筒（7）內(nèi)部設(shè)有多個蜂巢內(nèi)腔（75），蜂巢內(nèi)腔（75）外側(cè)為蜂巢外腔（76），蜂巢內(nèi)腔（75）間隔連通，且端部的蜂巢內(nèi)腔（75）與入風(fēng)管接口（71）和排風(fēng)管接口（73）連通，蜂巢外腔（76）與入液管接口（72）和排液管接口（74）連通。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于激光器的散熱裝置，包括防護箱（1），防護箱（1）上設(shè)有安裝板（21），防護箱（1）內(nèi)設(shè)有用于散熱的水泵（6）和散熱器（8），安裝板（21）上設(shè)有多個泵浦源（00），其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光器的散熱裝置，其特征在于：所述安裝板（21）上設(shè)有多個安裝槽一（211），底座（01）螺栓連接在安裝槽一（211）上，安裝槽一（211）成兩排多列分布，水冷排管（24）設(shè)有兩組，水冷排管（24）呈u形圍繞在安裝板（21）底部、泵浦源（00）兩側(cè)，水冷散熱器（25）與安裝槽一（211）對應(yīng)排列，每排的相鄰水冷散熱器（25）之間設(shè)有蛛腳形管（241），蛛腳形管（241）的多個支管均與水冷排管（24）連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光器的散熱裝置，其特征在于：所述水冷散熱器（25）包括連接板（251）和封殼（252），連接板（251）和封殼（252）連接，連接板（251）頂部設(shè)有導(dǎo)熱板（253），底部設(shè)有與導(dǎo)熱板（253）連接的鰭片（255），導(dǎo)熱板（253）與底座（01）底部接觸配合，導(dǎo)熱板（253）頂部均勻設(shè)有多個導(dǎo)熱臺（254），導(dǎo)熱臺（254）與底座（01）底部的線槽（09）接觸配合，封殼（252）上設(shè)有液箱（256），鰭片（255）設(shè)于液箱（256）內(nèi)，液箱（256）兩端管口與水冷排管（24）連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光器的散熱裝置，其特征在于：所述降溫蓋（4）與底座（01）之間設(shè)有密封墊（41），降溫蓋（4）頂部設(shè)有多個管接口（48），降溫蓋（4）內(nèi)部設(shè)有水冷回路（45），降溫蓋（4）底部設(shè)有安裝槽二（47），隔離散熱器（5）密封安裝于安裝槽二（47）中...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅小卷，章文，
申請(專利權(quán))人：深圳市力同科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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