2kW激光器泵浦源相变直冷板的设计与性能分析

作     者：蒋宇翔 周超超 陈勇 林中湘 段云锋 邱长军 

作者机构：南华大学超常环境下机电装备安全服役技术湖南省重点实验室 中煤地质集团有限公司 天津凯普林光电科技有限公司 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家重点研发项目资金资助(2023YFC3010901) 

主　　题：光纤激光器 热管理 相变直冷 CFD数值模拟 

摘      要：在一种高效轻量化激光快速破拆设备中，为了实现精准散热和部件轻量化，保证其2 kW光纤激光器的稳定可靠工作，必须对该激光器泵浦源实现有效的热管理，进行精准散热，使泵浦源的工作温度在25±2℃之间。本文针对该2 kW光纤激光器设计了一种相变直冷板，采用压缩机驱动的制冷剂相变直冷的方式，通过优化设计内部流道，结合CFD数值模拟分析和实验平台测试，确定了一种单流程加变径流道的相变直冷板在满足换热条件的情况下，泵浦源模拟热源在最高2.8 kW的发热功率下，其监测点的温度能够保持在26±0.5℃之间，表明该冷板能够满足2 kW光纤激光器稳定可靠工作的散热需求，为相变直冷系统工程原理样机提供了理论支持。