大于500 W非水冷光纤包层光剥离器

摘要

为实现高功率光纤包层光剥离器被动冷却,需要同时对光纤和封装壳体进行有效热管理.采用一种基于铁氟龙毛细管分段化学腐蚀光纤的制备技术,使用紫铜作为壳体材料,并通过有限元分析算法对壳体温度场进行仿真计算,对壳体各个结构参量进行优化分析,设计了满足500 W散热能力的包层光剥离器,并开展了实验验证.研究结果表明,采用铁氟龙管分段腐蚀法,包层光剥离比达到23.7 dB,光纤裸纤上的功率温升速率仅0.007°C/W.采用优化设计的壳体,在540 W功率注入下,包层光剥离器使用水冷冷板冷却可以连续出光,壳体最高温度58.7°C,使用相变冷板冷却可以单次安全出光50 s,壳体最高温度80°C.此研究结果可以为高功率光纤激光设计与研发提供重要参考.