一种高功率激光产品的高效散热系统的制作方法

1.本发明涉及一种高功率激光产品的高效散热系统，属于高功率激光产品相关技术领域。


背景技术：

2.激光器分为气体激光器、染料激光器、半导体激光器和固体激光器等四种，固体激光器具有较大的输出功率，产生的热量较大。如果热量不能及时散出，导致辐射器温度升高，最终使波长偏移最佳波长。固体激光器激光器工作时间越长，需要散掉的热量就越大，对散热系统的要求就越高。
3.目前激光辐射器常用的散热方式为依靠激光辐射壳体自身散热，或者通过辐射器内部管道引入吊舱头部的冷风进行散热。遇到小功率的激光器，尚且可以满足散热要求，当遇到大功率的激光器，散热能力就显得严重不足。
4.因此，设计出一种高功率激光产品的高效散热系统来应对大功率散热需求，显得尤为重要。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，激光辐射器多依靠壳体自身散热或内部管道引入冷风散热，难以应对大功率激光器热量的问题，提出了一种高功率激光产品的高效散热系统。
6.本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
7.一种高功率激光产品的高效散热系统，包括传热模组、散热模组、风扇模组、振荡级、放大级一、放大级二、激光辐射器壳体，其中：
8.所述传热模组设置于激光辐射区壳体内，分别连接振荡级与放大级一，放大级一与放大级二连通，散热模组为翅片形式，设置于壳体外侧面，风扇模组设置于激光辐射器壳体外，与散热模组进行流固耦合换热，为散热模组降温。
9.所述激光辐射器为间断性工作状态，振荡级、放大级一、放大级二于工作状态下生热，所述传热模组与振荡级、放大级一、放大级二连接进行热量传导，所述散热模组接收到传热模组通过放大级二传导的热量进行外部散热，壳体外部风扇模组通过流固耦合换热为散热模组散热降温。
10.所述风扇模组包括风扇本体单元、风扇控制模块单元，所述风扇本体单元在风扇控制模块单元控制下，由激光辐射器壳体安装的吊舱头部散热系统引入冷却风，对激光辐射器散热模组进行散热。
11.所述风扇控制模块对激光辐射器壳体内部关键热点的温度信息，根据反馈的温度信息及预设风扇本体单元的调速策略对风扇本体单元转速进行实时控制。
12.所述预设风扇本体单元的调速策略可采用pid调速。
13.激光辐射器于工作状态下，所述传热模组使振荡级、放大级一、放大级二间的热量
均匀分布。
14.当激光辐射器壳体内，振荡级、放大级一、放大级二的热量小于散热阈值时，风扇模组不进行工作。
15.所述散热阈值根据所选元器件的材料及传热特性确定，当振荡级、放大级一、放大级二的热量不小于散热阈值时，风扇模组转动辅助散热模组进行散热。
16.所述散热模组安装形式及结构可根据激光辐射器空间进行适应性设计。
17.本发明与现有技术相比的优点在于：
18.(1)本发明提供的一种高功率激光产品的高效散热系统，通过全新的散热系统结构，利用传热模组使激光辐射器振荡级和放大级能够热量分布均匀，通过散热模组根据激光辐射器的空间可以做成多种形式，充分利用空间，保证满足激光辐射器的散热要求，解决了高功率激光产品的散热效率低下、散热效果不良的问题；
19.(2)本发明通过预设风扇调速策略，使风扇在有散热需求的时候才挺高转速，散热需求不高的时候处于低转速，如此可以提高风扇的寿命和可靠性，进而提高整个散热系统的可靠性，整体结构安装简单，便于维护。
附图说明
20.图1为发明提供的高效散热系统结构组成示意图；
具体实施方式
21.一种高功率激光产品的高效散热系统，适用于密闭小空间的高功率产品的散热，主要包括传热模组、散热模组、风扇模组、振荡级、放大级一、放大级二、激光辐射器壳体，传热模组设置于激光辐射器壳体内，分别连接振荡级与放大级一，放大级一与放大级二连通，散热模组为翅片形式，设置于壳体外侧面，风扇模组设置于激光辐射器壳体外，与散热模组进行流固耦合换热，为散热模组降温。
22.其中，激光辐射器为间断性工作状态，振荡级、放大级一、放大级二于工作状态下生热，所述传热模组与振荡级、放大级一、放大级二连接进行热量传导，所述散热模组接收到传热模组通过放大级二传导的热烈进行外部散热，壳体外部风扇模组通过流固耦合换热为散热模组散热降温。
23.风扇模组包括风扇本体单元、风扇控制模块单元，所述风扇本体单元在风扇控制模块单元控制下，由激光辐射器壳体安装的吊舱头部散热系统引入冷却风，对激光辐射器散热模组进行散热；
24.风扇控制模块对激光辐射器壳体内部关键热点的温度信息，根据反馈的温度信息及预设风扇本体单元的调速策略对风扇本体单元转速进行实时控制。
25.预设风扇本体单元的调速策略可采用pid调速，激光辐射器于工作状态下，所述传热模组使振荡级、放大级一、放大级二间的热量均匀分布；
26.当激光辐射器壳体内，振荡级、放大级一、放大级二的热量小于散热阈值时，风扇模组不进行工作。
27.散热阈值根据所选元器件的材料及传热特性确定，当振荡级、放大级一、放大级二的热量不小于散热阈值时，风扇模组转动辅助散热模组进行散热；
28.散热模组安装形式及结构可根据激光辐射器空间进行适应性设计。
29.下面根据具体实施例进行进一步说明：
30.在当前实施例中，如图1所示，本实施例提供一种高功率激光器产品的高效散热系统，由传热模组、散热模组和风扇模组组成，其中风扇模组图中未标出。激光辐射器是间断性工作的，工作的时候振荡级2和放大级3都产生大量的热量，传热模组4连接振荡级2、放大级3-1、放大级3-2和散热模组5。传热模组4具有较高的导热率，良好的均温性。传热模组的材料不做限制，此处的传热模组以热管为例，热管的数量不做限制，此处以1根为例。在热管的热传导下，振荡级2、放大级3-1和放大级3-2的热量快速传递至散热模组5。散热模组的材质不做具体限制，高导率的材料都可以，此处以铝为例。风扇模组的风扇本体单元从头部冷却系统内引入冷却风，与散热模组5进行流固耦合换热，给散热模组降温。风扇控制模块根据激光辐射器内部温感的数据，由风扇调速策略控制风扇转速，如此实现高效精准散热，同时节约能源。
31.具体的，传热模组布置在激光辐射器壳体内部，连接辐射器的振荡级和放大级，使各个热源散热均匀。此处传热模组以热管为例，对于传热模组的具体材料，散热模组是换热部位，具有较大的换热面积，可以做成翅片的形式，风扇模组包括风扇本体单元和风扇控制模块单元，风扇从吊舱头部散热系统引入冷风对激光辐射器散热模组进行散热，风扇控制模块接受辐射器内部关键热点的温度信息，根据反馈的温度信息和风扇调速策略控制风扇转速，达到精准、高效散热的要求，同时节约能源，提高风扇寿命和可靠性。风扇调速策略此处不做具体限制，pid调速或者其他调速方式均可。
32.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
33.本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。