激光与红外

作者：桂庆文

单位：南华大学机械工程学院,湖南 衡阳 421001；

关键词：高功率光纤激光器;相变直冷;结构设计;计算流体动力学;数值仿真

基金：国家重点研发计划项目(No.2023YFC3010902)资助。

相变直冷技术是光纤激光器的一种新型高效热管理手段。冷板是相变直冷系统的重要组成部件之一,其散热性能对激光器温度的稳定性等具有重要影响。本文对某2 kW光纤激光器用相变直冷板开展了结构设计,共提出了三种设计方案。设计方案的差异主要由冷板的加工方式所导致。此后,开展了基于计算流体动力学的冷板流 热 固耦合仿真分析,以评价冷板的散热效果。结果表明,基于单层流道中部分区域加入翅片式肋柱结构式冷板表面最高温度为2713℃,平均温度为2456℃,其平均换热系数高于所设计的打孔式串并行流道78,整体散热性能优异,可使光纤激光器主要部件温度得到明显改善,并且该冷板的质量较串并行式结构冷板减少4764,有助于高功率光纤激光器产品的轻量化设计。

来源：2025年第5期

《激光与红外》期刊编辑部

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