《高功率光纤合束器热阻系数的研究》.pdf

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1、第45卷第7期激光与红外Vo1．45．No．72015年7月IASER＆INFRAREDJuly，2015文章编号：10013078(2015)07-0786-04·激光器技术·高功率光纤合束器热阻系数的研究黄榜才，张鹏，龙润泽，韩桂云，张培培，王晓龙，张雪莲，梁小红(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津300220)摘要：报道了高功率光纤合束器热阻系数的研究。实验研究了高功率光纤合束器热阻系数的测量方法，分别在被动制冷、主动制冷和消除背向反射光条件下，测量了加拿大ITF公司系列高功率光纤合束器的热阻系数，分别为0．32~C／W

2、，0．15℃／W，0．29~C／W；比较被动制冷和主动制冷两种条件下光纤合束器热阻系数的差异，表明主动制冷可以明显降低光纤合束器热阻系数；研究了光纤合束器背向反射光对热阻系数的影响，发现消除背向反射光有利于降低热阻系数。研究结果对高功率光纤激光器结构设计具有重要意义。关键词：光纤光学；激光器和放大器；光纤合束；主动制冷中图分类号：TN253；TN248文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001—5078．2015．07．011Studyonthermalresistivityofhighpowerfibercomb

3、inerHUANGBang—cai，ZHANGPeng，LONGRun—ze，HANGui—yun，ZHANGPei-pei，WANGXiao—long，ZHANGXue—lian，LIANGXiao—hong(Institute46thofChineseElectronicTechnologyGroupCompany，Tianjin300220，China)Abstract：Theresearchonthermalresistivityofhighpowerfibercombinerisreposed．Themeasurement

4、methodofthermalresistivityisstudied．ThethermalresistivityofhighpowerfibercombineroftheCanadianITFcompanyis0．32~C／W，0．15℃／W，0．29℃／Wrespectivelyundertheconditionsofpassivecooling，activecoolingandwithoutthebackwardreflectedlight．Comparingthemeasuredresultsbetweenpassiveco

5、olingandactivecooling，itwillbefoundedthatthethermalresistivityunderactivecoolingiSlowcr．Whenthebackwardreflectedlightiseliminated．thethermalresistivitywillbedecreasedalso．TheresultsareveryimportantforthedesignofhighpowerfiberlasecKeywords：fiberoptics；laserandamplifier；

6、fiberbundle；activeheatsinking1引言器耐热性能的技术指标，其定义是通过光纤合束器高功率的双包层光纤激光器以其优越的性能获的光功率(P，W)每损耗1W，在器件外壳所产生的得了广泛关注并大量应用¨J。其中，高功率光纤温度变化值(△，℃)。计算如式(1)所示：元器件的成熟和使用，是高功率光纤激光器研制的叼=AT／AP(1)重要保证。高功率光纤合束器是高功率光纤激光器根据定义，高功率光纤合束器热阻系数越高，相泵浦光耦合的关键器件，在高功率光纤激光器结构同光功率损耗产生的热量越多，光纤合束器越容易设计中大量应用，因

7、此国内外科研人员对高功率光发热；反之，热阻系数越低，光纤合束器产生的热量纤合束器的研制及其性能研究非常重视J。越少，耐热性能越高。因此，高功率光纤激光器结构热阻系数(卵，~C／W)是表征高功率光纤合束设计时，应该选择热阻系数小的合束器产品。但是作者简介：黄榜才(1976一)，男，博士，工程师，主要研究方向为高功率光纤激光器及放大器研制技术。E—mail：huangbang—cai@sohu．com收稿日期：2014—10—20激光与红外No．72015黄榜才等高功率光纤合束器热阻系数的研究787目前市场上出售的产品都不能提供该技术指

8、标，用载1—10A驱动电流，(=1，2～10)，并测量出每户无法了解产品的耐热性能，因此高功率光纤合束个整数安培驱动电流下7只单发射体半导体激光器器热阻系数的测量非常必要。的总输出功率，记为P(i=1，2～10)；该功率经过本文实验研