一种光纤激光器的制作方法

本申请涉及激光器，具体涉及一种光纤激光器。

背景技术：

1、光纤激光器（fiber lasers）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，其需要多个泵浦源来产生泵浦光，并且在泵浦光的作用下使激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，以产生相干激光光束。光纤激光器的输出功率越大，其所需要的泵浦源功率就越大，对于大功率的光纤激光器一般都采用连通循环冷却水的方式来实现冷却降温。

2、然而，相关技术中，随着光纤激光器功率的增加，其内部各类器件的数量和体积也随之增大，进而则需要通过增加冷却板尺寸的方式，以安装所需元器件并实现散热，这样也使得光纤激光器的尺寸也相应增大；同时由于现有激光器内部各类器件的形状、尺寸及安装位置的设计不合理，由此不仅进一步增加了光纤激光器的尺寸，而且还提高了光纤激光器的安装难度，增加了制造成本以及运输成本。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种光纤激光器，以达到在保证光纤激光器性能的基础上，合理布置并优化其内部各类器件的安装空间，减小光纤激光器尺寸和重量、进而降低制造及运输成本的技术效果。

2、本申请实施例中提供了一种光纤激光器，包括：泵浦源、驱动板、驱动电源以及冷却板；

3、所述泵浦源、所述驱动板、所述驱动电源设置在所述冷却板的第一表面，且所述驱动板位于所述驱动电源与所述泵浦源之间；

4、其中，多个所述泵浦源对齐设置并组成m行×n列的泵浦源阵列，m、n表示泵浦源阵列的行列数，m行泵浦源沿所述冷却板的x轴方向排布、n列泵浦源沿所述冷却板的y轴方向排布；

5、每列m个泵浦源均串联连接后共形成n个支路，所述n个支路的阴极分别与所述驱动板上的n个电极柱连接，并且n个支路的阳极均与所述驱动电源的正极连接。

6、可选地，所述泵浦源的一端设置有阳极电极柱，所述泵浦源的另一端设置有阴极电极柱，

7、每列m个泵浦源通过所述阳极电极柱和所述阴极电极柱实现串联连接，其中相邻两个泵浦源中的其中一个泵浦源的阳极电极柱与另外一个泵浦源的阴极电极柱连接；

8、所述驱动板上的n个电极柱和与其靠近的n个泵浦源的阴极电极柱分别连接。

9、可选地，所述驱动电源采用单体40kw电源，

10、所述驱动电源的宽度延伸方向与所述冷却板的y轴方向一致，且所述驱动电源的宽度不超过396mm；所述驱动电源的长度延伸方向与所述冷却板的x轴方向一致，且所述驱动电源的长度不超过450mm。

11、可选地，所述驱动板沿所述冷却板的z轴方向竖直安装，且所述驱动板的长度延伸方向与所述冷却板的y轴方向一致。

12、可选地，所述驱动电源与所述驱动板之间通过柔性连接器连接。

13、可选地，所述驱动板的远离所述冷却板一端的端部设置为高低交错的结构。

14、可选地，所述光纤激光器还包括：分别安装在所述驱动板不同侧的第一类功率器件和第二类功率器件，所述第一类功率器件和第二类功率器件安装在驱动板离所述冷却板的第二表面的不同高度处，其中所述第一类功率器件和第二类功率器件在驱动板上的安装处的y坐标值相同或者不同，所述第一类功率器件和第二类功率器件在驱动板上的安装处的x坐标值之差为驱动板的厚度，

15、所述第一类功率器件至少包括mos管，所述第二类功率器件至少包括功率电阻。

16、可选地，所述冷却板与所述第一类功率器件底部接触的第一安装面上设置有绝缘垫，

17、所述第一类功率器件底部的第一安装面、所述第二类功率器件底部的第二安装面、以及所述驱动板底部的第三安装面距离所述冷却板的第二表面的高度均不相同。

18、可选地，所述光纤激光器还包括：合束器，

19、所述合束器安装在所述冷却板的第二表面，其中所述第二表面为所述冷却板的第一表面的相反面。

20、可选地，所述合束器的长度延伸方向与所述冷却板内部的水道的长度延伸方向垂直，

21、或者，所述合束器的长度延伸方向与所述冷却板内部的水道的长度延伸方向平行，其中所述水道的长度延伸方向与所述冷却板的x轴方向相同。

22、本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

23、提供了一种光纤激光器，首先，通过优化光纤激光器内泵浦源、驱动板、驱动电源、冷却板等各类器件形状及尺寸、并且合理布置各类器件安装位置的方式，减小了光纤激光器的整体尺寸和重量；其次，通过设置m行×n列的泵浦源阵列的方式，形成了串并联结合的电气连接支路，不仅满足了激光器的输出功率需求，而且减少了安装工时，节省了接线的物料成本，同时利用电极柱实现了多个泵浦源之间、以及泵浦源与驱动板之间的电气连接，能够缩短接线长度以改善电磁兼容性能；再次，通过将驱动板设计为高低交错的立体结构且竖直安装的方式，进一步节约了安装空间、且便于驱动电源与泵浦源之间的走线；将两类功率器件安装在驱动板的不同侧，并且设置冷却板上的mos管安装处、功率电阻安装处以及驱动板安装处的高度均不同，使得功率器件的管脚无需折弯成z字形也能够实现安装，由此节约了安装工时和成本；最后，通过将合束器等光路器件安装在冷却板光学面的方式，既保证了激光器的散热需求，又解决了合束器与水道干涉的问题，同时提升了冷却板不同安装面的空间利用率，进而在保证光纤激光器性能的基础上，达到了激光器尺寸最小化的技术效果。

24、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种光纤激光器，其特征在于，包括：泵浦源、驱动板、驱动电源以及冷却板；

2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述泵浦源的一端设置有阳极电极柱，所述泵浦源的另一端设置有阴极电极柱，

3.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述驱动电源采用单体40kw电源，

4.根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征在于，所述驱动板沿所述冷却板的z轴方向竖直安装，且所述驱动板的长度延伸方向与所述冷却板的y轴方向一致。

5.根据权利要求4所述的光纤激光器，其特征在于，所述驱动电源与所述驱动板之间通过柔性连接器连接。

6.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述驱动板的上端设置为高低交错的结构。

7.根据权利要求6所述的光纤激光器，其特征在于，还包括：分别安装在所述驱动板不同侧的第一类功率器件和第二类功率器件，所述第一类功率器件和第二类功率器件安装在驱动板离所述冷却板的第二表面的不同高度处，其中所述第一类功率器件和第二类功率器件在驱动板上的安装处的y坐标值相同或者不同，所述第一类功率器件和第二类功率器件在驱动板上的安装处的x坐标值之差为驱动板的厚度，

8.根据权利要求7所述的光纤激光器，其特征在于，所述冷却板与所述第一类功率器件底部接触的第一安装面上设置有绝缘垫，

9.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，还包括：合束器，

10.根据权利要求9所述的光纤激光器，其特征在于，所述合束器的长度延伸方向与所述冷却板内部的水道的长度延伸方向垂直，

技术总结
本申请公开了一种光纤激光器，包括：泵浦源、驱动板、驱动电源以及冷却板，泵浦源、驱动板、驱动电源设置在冷却板的第一表面，多个泵浦源对齐设置并组成M行×N列的泵浦源阵列，每列M个泵浦源均串联连接后共形成N个支路，N个支路的阴极分别与驱动板上的N个电极柱连接，并且N个支路的阳极均与驱动电源的正极连接。本申请通过优化激光器内元器件的形状尺寸、合理布置其安装位置的方式，提升了冷却板不同安装面的空间利用率，减小了激光器的尺寸和重量；通过改进多个泵浦源之间、以及泵浦源与驱动板之间的电气连接布置，改善了电磁兼容性能，减少了安装工时和接线成本，由此达到了激光器体积最小化的技术效果。本申请主要适用于12KW激光器。

技术研发人员：曹柏林,马建中,刘剑武,杨宣
受保护的技术使用者：北京凯普林光电科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15