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中功率二氧化碳激光管的制作方法

文檔序號(hào):7133776閱讀:460來源:國知局
專利名稱:中功率二氧化碳激光管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及的是一種激光管的發(fā)明,特別涉及的是一種中功率二氧化碳激光管,具體涉及的是應(yīng)用于激光加工行業(yè)的激光管。
背景技術(shù)
目前,中功率(數(shù)百瓦~千瓦)的激光器市場(chǎng)潛力巨大,但到現(xiàn)在為止,還沒有用戶滿意的實(shí)用產(chǎn)品,為了獲得中功率的激光輸出,在目前國內(nèi)的一種方案是加長放電區(qū),由于放電區(qū)太長,導(dǎo)致激勵(lì)電壓高,運(yùn)輸不便,其第二種方案是采用“V”形、“П”形或“v”+“П”形狀的折疊光路結(jié)構(gòu),再用機(jī)械方法將其固定起來,查中國專利公告號(hào)為CN2190358Y,名稱為“桁架式石英折疊氣體激光器”就是采用這種結(jié)構(gòu)的,它的主權(quán)利要求是這樣描述的“一種桁架式石英折疊氣體激光器,包括帶有安裝機(jī)構(gòu)的左支架和右支架,其特征是,若干根石英放電管依次折疊且經(jīng)連通光路的反光鏡首尾相接,所述各石英放電管在靠近其兩端的部位用微膨脹材料之支架將所述石英放電管聯(lián)結(jié)構(gòu)成剛性桁架,由此構(gòu)成的激光器石英放電管一端為貼有輸出鏡的輸出窗口而另一端有諧振腔反射鏡?!倍@種結(jié)構(gòu)的激光器在實(shí)施中采用的微膨脹材料一般都是金屬的,因此,按照這種結(jié)構(gòu)制作而成的激光器,其體積大,重量重,由于放電管材料與金屬固定材料兩者的膨脹系數(shù)相差甚大,因此在不同溫度下致使激光功率輸出很不穩(wěn)定,嚴(yán)重時(shí)甚至引起炸裂,使放電管完全損壞。另一種方案是采用快速流動(dòng)氣體激勵(lì),制成橫流或軸流激光器,其結(jié)果也是體積龐大,重量重,噪聲污染嚴(yán)重,并且耗氣量大,運(yùn)行成本高。為了解決這種現(xiàn)狀,國外采用了一種射頻(RF)激勵(lì)技術(shù),制成板條形激光器,按照這種技術(shù)制成的激光器體積小,重量輕,壽命長,無噪聲,但其價(jià)格昂貴,難以在我國廣泛地推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容鑒于公知技術(shù)存在的問題,本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)合理,體積小,重量輕,激光功率輸出穩(wěn)定,成本低的中功率二氧化碳激光管,為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明是以如下方式完成的這種小體積中功率激光管,具有放電管和水冷管,所述水冷管套在放電管上,所述放電管和水冷管的外圍設(shè)有大儲(chǔ)氣管,所述大儲(chǔ)氣管的兩端孔與所述水冷管燒接,所述放置在大儲(chǔ)氣管內(nèi)的放電管和水冷管部件至少設(shè)有兩組,且各組件之間的端部與尾部相互燒接成П形或V形或Z形或W形的串聯(lián)光路,所述各放電管通過回氣管與大儲(chǔ)氣管相通,所述第一個(gè)放電管的初始端設(shè)有全反射鏡,最后一個(gè)放電管的末端設(shè)有輸出耦合鏡,且各放電管的頭尾燒接端口設(shè)有全反射轉(zhuǎn)折鏡,所述各放電管內(nèi)電極各自與直流電源電連接;所述大儲(chǔ)氣管、放電管、水冷管和回氣管均采用用一材料的石英或玻璃;所述全反射轉(zhuǎn)折鏡、全反射鏡和輸出耦合鏡上均設(shè)有水冷盒。
本發(fā)明中,將兩組以上的放電管和水冷管組部件置于同一大儲(chǔ)氣管內(nèi),在儲(chǔ)氣管的兩端將各個(gè)組件之間的端部與尾部相互燒接成П形或V形或Z形或W形的光路串聯(lián)起來,在最初一個(gè)放電管的初始端設(shè)置全反射鏡,在最后放電管的末端設(shè)置激光輸出耦合鏡,在其余各放電管的端口設(shè)置全反射轉(zhuǎn)折鏡,從而形成最小的體積,將各放電管的電極各自獨(dú)立地用直流電源電連接,使放電管分段激勵(lì),降低激勵(lì)電壓,加大激光管輸出功率的控制范圍,并且各部件采用完全相同的材料,不存在膨脹系數(shù)差的問題,不受溫度變化影響,因此輸出功率和光斑模式穩(wěn)定,整管如同一支常見的單直管激光管,重量很輕,按照放電管的個(gè)數(shù)和長度的不同設(shè)置,可以獲得100W~1000W甚至更大的激光輸出功率。按照本發(fā)明設(shè)計(jì)主題所制作的激光管,應(yīng)用于激光加工行業(yè),必將給他們帶來積極的使用效果,與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)與顯著的進(jìn)步。

本發(fā)明有如下附圖圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式附圖表示了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及其實(shí)施例,下面再結(jié)合附圖詳細(xì)描述其實(shí)施例的各有關(guān)細(xì)節(jié)。這種中功率二氧化碳激光管,具有放電管4和水冷管6,所述水冷管6套在放電管4上,所述放電管4和水冷管6的外圍設(shè)有大儲(chǔ)氣管5,所述大儲(chǔ)氣管5的兩端孔與所述水冷管6燒接,所述放置在大儲(chǔ)氣管5內(nèi)的放電管4和水冷管6部件至少設(shè)有兩組,且各個(gè)組件之間的端部與尾部相互燒接成V形或П形或Z形或W形的的串聯(lián)光路,本實(shí)施例中,大儲(chǔ)氣管5內(nèi)的放電管4和水冷管6部件設(shè)有兩組,并按“П”形結(jié)構(gòu)將放電管燒接在大儲(chǔ)氣管5的兩端,所述兩放電管4通過回氣管2與大儲(chǔ)氣管5相通,在大儲(chǔ)氣管5內(nèi)的氣體其主要成分為二氧化碳,在一個(gè)放電管4的初始端設(shè)置一個(gè)全反射鏡9,在另一個(gè)放電管4的末端設(shè)有輸出耦合鏡7,且兩放電管的頭尾燒接端口設(shè)有全反射轉(zhuǎn)折鏡1,本實(shí)施例中,該全反射轉(zhuǎn)折鏡1以45°安裝,從而形成一個(gè)整體體積很小的激光管,同時(shí)也降低了整個(gè)激光管的重量,所述兩放電管4內(nèi)的電極10各自與直流電源電連接,該直流電源的連接,可以使放電管分段激勵(lì),降低了激勵(lì)電壓,加大激光輸出功率的控制范圍,上述大儲(chǔ)氣管5、放電管4、水冷管6和回氣管2均采用完全相同的石英材料,采用相同的材料后,既有利于燒接,同時(shí)在激光管發(fā)熱時(shí),其膨脹系數(shù)相同,不會(huì)受溫度變化的影響,使激光的輸出功率和光斑模式穩(wěn)定,并且激光管在工作過程安全可靠,這些材料在國內(nèi)可以隨處采購,從一定程度上降低了成本,所述全反射轉(zhuǎn)折鏡1、全反射鏡9和輸出耦合鏡7上設(shè)有水冷盒8,該水冷盒8用以降低全反射轉(zhuǎn)折鏡1、全反射鏡9以及輸出耦合鏡7在激光反射時(shí)產(chǎn)生的溫度,使整個(gè)激光管運(yùn)行更加安全可靠,本發(fā)明在水冷管6上設(shè)有進(jìn)出水嘴3,進(jìn)出水嘴3使水冷管6內(nèi)的冷卻水循環(huán)流動(dòng),有效地冷卻放電管4,在大儲(chǔ)氣管5上設(shè)有進(jìn)出氣嘴11、12,用以真空排氣和充氣,當(dāng)本發(fā)明工作時(shí),直流電源通過電極10激勵(lì)放電管4,使放電管4的二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生電離振蕩,從而產(chǎn)生激光,該激光通過全反射轉(zhuǎn)折鏡8反射后,經(jīng)過串聯(lián)的光路從激光輸出口輸出,其光束可應(yīng)用于激光加工行業(yè),本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有體積小,激光功率輸出和光斑模式穩(wěn)定,成本低的特點(diǎn),與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)與顯著的進(jìn)步。
權(quán)利要求
1.一種中功率二氧化碳激光管,包括有放電管(4)、水冷管(6)和大儲(chǔ)氣管(5),所述水冷管(6)套在放電管(4)上,其特征在于所述放電管(4)和水冷管(6)放置在大儲(chǔ)氣管(5)內(nèi),所述大儲(chǔ)氣管(5)的兩端與所述水冷管(6)燒接,所述放置在大儲(chǔ)氣管(5)內(nèi)的放電管(4)和水冷管(6)部件至少設(shè)有兩組,且各組件之間的端部與尾部相互燒接成Π形或V形或Z形或W形的串聯(lián)光路,所述各放電管(4)通過回氣管(2)與大儲(chǔ)氣管(5)相通,所述第一個(gè)放電管的初始端設(shè)有全反射鏡(9),最后一個(gè)放電管的末端設(shè)有輸出耦合鏡(7),且各放電管的頭尾燒接端口設(shè)有全反射轉(zhuǎn)折鏡(1),所述各放電管(4)內(nèi)的電極(10)各自與直流電源電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中功率二氧化碳激光管,其特征在于所述大儲(chǔ)氣管(5)、放電管(4)、水冷管(6)和回氣管(2)均采用同一材料的石英或玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中功率二氧化碳激光管,其特征在于所述全反射轉(zhuǎn)折鏡(1)、全反射鏡(9)和輸出耦合鏡(7)上均設(shè)有水冷盒(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中功率二氧化碳激光管,其主要特征在于所述放電管(4)和水冷管(6)放置在大儲(chǔ)氣管(5)內(nèi),所述大儲(chǔ)氣管的兩端與所述水冷管燒接,所述放置在大儲(chǔ)氣管內(nèi)的放電管和水冷管部件至少設(shè)有兩組,且各組件之間的端部與尾部相互燒接成∏形或V形或Z形或W形的串聯(lián)光路,所述各放電管通過回氣管(2)與大儲(chǔ)氣管相通,所述第一個(gè)放電管的初始端設(shè)有全反射鏡(9),最后一個(gè)放電管的末端設(shè)有輸出耦合鏡(7),且各放電管的頭尾燒接端口設(shè)有全反射轉(zhuǎn)折鏡(1),所述各放電管內(nèi)電極各自與直流電源電連接。本發(fā)明的設(shè)計(jì)成功,其體積小,重量輕,不受溫度變化的影響,輸出功率和光斑模式穩(wěn)定,并且采用直流電源分段激勵(lì),有效降低激勵(lì)電壓,加大輸出功率的控制范圍,可廣泛應(yīng)用于激光加工行業(yè)。
文檔編號(hào)H01S3/14GK1545173SQ20031011373
公開日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者周迅, 周 迅 申請(qǐng)人:周迅, 周 迅
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