9.3μm波長激光的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種激光的制備方法，特別是涉及9. 3 μ m波長激光的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 二氧化碳激光器是以二氧化碳?xì)怏w作為工作物質(zhì)的氣體激光器。封離型射頻激勵(lì) 擴(kuò)散冷卻板條波導(dǎo)CO 2激光器是一種常見的商用激光器，其功率范圍在數(shù)瓦到數(shù)千瓦，并且 具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，工作頻率易于調(diào)制，免維護(hù)等眾多優(yōu)點(diǎn)，在激光加工中得到了廣泛 的應(yīng)用。其放電電極由兩片平行放置的金屬板條構(gòu)成，兩板條間距一般幾毫米，一側(cè)板條連 接射頻電源，一側(cè)板條接地放電發(fā)生在兩板條之間。板條和激光腔鏡固定安裝在密封的金 屬外殼中，激光由金屬外殼上的窗口輸出。金屬板條和密封外殼一般采用鋁材質(zhì)。在金屬 密封殼內(nèi)充上二氧化碳工作氣體，包括CO 2氣體，N 2, He。注入射頻功率，激勵(lì)二氧化碳工作 氣體放電，就可以輸出二氧化碳激光。
[0003] 自然界中豐度最高的二氧化碳?xì)怏w為12C16O2，其躍迀最強(qiáng)的譜線中心波長為 10. 6 μ m〇 一般二氧化碳激光器的輸出波長為10. 6 μ m。
[0004] 對于計(jì)算機(jī)、通訊產(chǎn)品及電子產(chǎn)品等的非金屬材料的高精度切割、打孔、標(biāo)記， 采用單光子能量更高波長為9. 3 μπι的激光，可以得到更加精細(xì)，美觀的效果。目前制備 9. 3 μπι波長激光有兩種方式，一種方式為采用光柵進(jìn)行譜線選支，另外一種方法是利用 腔鏡的鍍膜進(jìn)行譜線選支。使用光柵進(jìn)行譜線選支的不足是光柵屬于高精密器件，成本 比較高且容易損壞，一般不用于商用激光器。另外一種腔鏡選支的方法需要通過鍍膜把 10. 2 μ m，10. 6 μ m，9. 6 μ m抑制住，產(chǎn)生9. 3 μ m波長的激光。具體而言，就是把腔鏡的反射 膜層對于10. 2 μ m、10. 6 μ m、9. 6 μ m波長的反射率足夠低，而對于9. 3 μ m波長的反射率大 于99. 9%腔鏡選支的方法，對腔鏡的鍍膜技術(shù)和工藝要求非常高，腔鏡的造價(jià)非常高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要提供一種能夠成本較低的9. 3 μ m波長激光的制備方法。
[0006] 一種9. 3 μ m波長激光的制備方法，包括以下步驟：
[0007] 在二氧化碳激光器的放電管內(nèi)充入12C1802、N 2、He的混合氣體，調(diào)整放電管內(nèi)的氣 壓，并滿足以下關(guān)系，I :1 :6〈P(12C1802) !P(N2) :P(He)〈l :1 :9 ;其中，P(12C18O2)為 12C18O2的氣 壓大小，P(N2)為N 2的氣壓大小，P(He)為He的氣壓大小；
[0008] 充入輔助氣體Xe，氣壓滿足如下關(guān)系：3% <P (Xe) : (P (12C18O2) +P (N2) +P ( He))〈10 %;其中，P (12C18O2)為12C18O 2的氣壓大小，P (N2)為N2的氣壓大小，P (He)為He的氣 壓大小，P (Xe)為Xe的氣壓大??；
[0009] 注入射頻功率，兩板條間的氣體放電；
[0010] 激發(fā)生成9. 3 μπι波長的激光，9. 3 μπι波長的激光從密封放電管的窗口輸出。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述放電管的總氣壓P總滿足，80托SP總< 150托。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述放電管內(nèi)還充有12C16O 2氣體，并且12C18O2氣體與12C 16O2 氣體的氣壓比滿足：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種9. 3ym波長激光的制備方法，包括以下步驟： 在二氧化碳激光器的放電管內(nèi)充入12C1802、N2、He的混合氣體，調(diào)整放電管內(nèi)的氣壓，并 滿足以下關(guān)系，1 :1 :6〈P(12C1802) :P(N2) :P(He)〈l:1 :9 ;其中，P(12C1802)為 12(：1802的氣壓大 小，P(N2)為N2的氣壓大小，P(He)為He的氣壓大??； 充入輔助氣體Xe，氣壓滿足如下關(guān)系：3% <P(Xe) :(P(12C1802)+P(N2)+P(He))〈10% ;其 中，P(12C1802)為12C1802的氣壓大小，P(N2)為隊(duì)的氣壓大小，P(He)為He的氣壓大小，P(Xe) 為Xe的氣壓大小； 注入射頻功率，兩板條間的氣體放電； 激發(fā)生成9. 3ym波長的激光，9. 3ym波長的激光從密封放電管的窗口輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長激光的制備方法，其特征在于，所述放電管的總 氣壓P,&滿足，80托彡P(guān),&彡150托。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長激光的制備方法，其特征在于，所述放電管內(nèi)還 充有12C1602氣體，并且12C1802氣體與12C1602氣體的氣壓比滿足：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長激光的制備方法，其特征在于，在所述輸出 9. 3ym波長的激光光束的步驟中，所述二氧化碳激光器的諧振腔包括第一全反射鏡及用于 輸出激光光束的第二全反射鏡，所述第一全反射鏡與所述第二全反射鏡相對設(shè)置，所述第 一全反射鏡及第二全反射鏡對于9. 3ym的反射率R9.399%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的9. 3ym波長激光的制備方法，其特征在于，所述第二全反射 鏡的長度小于所述第一全反射鏡的長度，從所述第一全反射反射過來的9. 3ym波長激光 光束的寬度大于所述第二全反射鏡的長度，位于邊緣的9. 3ym波長激光光束從所述第二 全反射鏡的一側(cè)射出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的9. 3ym波長激光的制備方法，其特征在于，所述第二全反射 鏡的長度等于所述第一全反射鏡的長度，所述第二全反射鏡開設(shè)有輸出窗口，9. 3ym波長 激光光束從所述輸出窗口射出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長激光的制備方法，其特征在于，在所述輸出 9. 3ym波長的激光光束的步驟中，所述二氧化碳激光器的諧振腔包括全反射鏡及半透鏡， 所述全反射鏡及所述半透鏡相對設(shè)置，所述全反射鏡對于9. 3ym的反射率R9.3_> 99%， 所述半透鏡的反射率中心波長為9. 3ym，且所述半透鏡對波長為9. 3ym的激光的反射率 大于等于所述半透鏡對波長為10. 6ym的激光的反射率R1(l.6llm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長激光的制備方法，其特征在于，所述二氧化碳激 光器為封離型二氧化碳激光器。
【專利摘要】一種9.3μm波長激光的制備方法包括以下步驟：在二氧化碳激光器的放電管內(nèi)充入12C18O2、N2、He的混合氣體，調(diào)整放電管內(nèi)的氣壓，滿足1：1：6<P(12C18O2)：P(N2)：P(He)<1：1：9；充入輔助氣體Xe，氣壓滿足：3％<P(Xe)：(P(12C18O2)+P(N2)+P(He))<10％。注入射頻功率，兩板條間的氣體放電；激發(fā)生成9.3μm波長的激光，并從密封放電管的窗口輸出。上述9.3μm波長激光的制備方法降低制備9.3μm波長激光的成本。并且通過合理控制放電管內(nèi)的氣壓，使上述9.3μm波長激光的制備方法的生產(chǎn)效率較高。
【IPC分類】H01S3-036, H01S3-223
【公開號(hào)】CN104779512
【申請?zhí)枴緾N201510136612
【發(fā)明人】張鵬, 任寧, 林守利, 徐錦忠, 朱偉林, 李志 , 高云峰
【申請人】大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月26日