小型化全光纤激光器壳体结构设计与分析

来源：激光技术杂志2024年第4期北京时间：

作者：李明, 宋国龙, 毕野, 李星霖, 张秀齐, 王禹凝, 郑权

摘要：为了进一步优化小型化激光器的性能，在一般性原则的基础上设计了一款输出功率大于10 W、1030 nm高稳定性的小型化全光纤激光器壳体结构。壳体体积为220 mm×270 mm×75 mm，质量小于7 kg；壳体结构采用柔性支撑的减振设计，并可使激光器在温度-55 ℃~45 ℃的小型化平台下保持正常运行。利用有限元分析软件对激光器壳体进行了热分析与随机振动分析，按照设计图纸对小型化全光纤激光器样机进行了加工，并进行了实验验证。结果表明，激光器壳体在45 ℃下，激光器最热面温度为49.5 ℃，温升约为4.5 ℃，散热性能良好；在随机振动功率谱密度总均方根10.77 g的实验条件下，激光器最大3σ应力为171 MPa，随机振动响应均方根值仅为24.5 g，壳体结构力学性能良好；激光器壳体结构的散热性能以及力学性能完全满足设计要求，实验结果与仿真结果吻合度较高。该研究为小型化光纤激光器项目的具体实施提供了一定参考。

关键词：激光技术, 小型化光纤激光器, 壳体设计, 柔性支撑, 热分析, 随机振动分析, 实验验证