一種回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲(chǔ)氣管、水冷管和放電管，所述儲(chǔ)氣管兩端分別設(shè)置有反射鏡片和輸出鏡片，所述儲(chǔ)氣管上設(shè)置有與所述水冷管相接通的進(jìn)水管和出水管，所述水冷管為包括有內(nèi)層水冷管和外層水冷管的雙層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)層水冷管與所述外層水冷管接通，所述進(jìn)水管和出水管分別與所述內(nèi)層水冷管和外層水冷管接通，所述進(jìn)水管與所述出水管設(shè)置在所述水冷管的同一端。由于進(jìn)水管和出水管的變形對(duì)儲(chǔ)氣管圓柱度的影響降低，所以可以使用恒溫精度較低的恒溫裝置，進(jìn)而降低成本；甚至可以直接省去恒溫裝置，進(jìn)一步的降低成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于二氧化碳激光器有比較大的功率和比較高的能量轉(zhuǎn)換效率，譜線也比較豐富，在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出，在工業(yè)、軍事、醫(yī)療、科研等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前的二氧化碳激光器，通常包括有放電管、套設(shè)在放電管外部的水冷管，套設(shè)在水冷管外部的儲(chǔ)氣管、設(shè)置在放電管兩端的電極、以及設(shè)置在儲(chǔ)氣管兩端的輸出窗和反射窗，反射窗包括有反射鏡片和反射鏡片冷卻裝置，輸出窗包括有輸出鏡片和輸出鏡片冷卻裝置，在放電管內(nèi)充以二氧化碳?xì)怏w和其它輔助氣體；當(dāng)在電極上加高電壓時(shí)，放電管中產(chǎn)生輝光放電，經(jīng)反射鏡片和輸出鏡片反射后形成激光束，從輸出鏡片中射出得到最終的激光束。
[0004]在目前的二氧化碳激光器中，為了使放電管得到良好的冷卻，水冷管內(nèi)的冷卻水需要保證具有較高的流速與激光器外部的冷卻水進(jìn)行交換，水冷管的兩端分別設(shè)置一個(gè)進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管的一端穿過(guò)儲(chǔ)氣管與水冷管內(nèi)部接通，另一端置于儲(chǔ)氣管的外部與冷卻水水源接通，出水管的一端穿過(guò)儲(chǔ)氣管與水冷管內(nèi)部接通，另一端置于儲(chǔ)氣管的外部也與水源接通，這樣在水源與冷卻管之間形成循環(huán)水，在激光器工作時(shí)，將冷卻水從進(jìn)水管栗入水冷管內(nèi)，冷卻水經(jīng)水冷管后從出水管回流到外部水源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水冷管內(nèi)冷卻水的循環(huán)，由于儲(chǔ)氣管內(nèi)充有二氧化氣體和其它輔助氣體，儲(chǔ)氣管必須被良好的密閉，所以，進(jìn)水管和出水管在與水冷管和儲(chǔ)氣管的連接處都必須完全的封閉，所以進(jìn)水管和出水管相當(dāng)于被固定在冷卻管和儲(chǔ)氣管上。
[0005]當(dāng)激光器工作時(shí)，冷卻水從進(jìn)水管進(jìn)入到水冷管內(nèi)，經(jīng)水冷管后從出水管流出，由于冷卻水與進(jìn)水管、出水管之間存在溫度差，當(dāng)冷卻水進(jìn)入到進(jìn)水管內(nèi)時(shí)，由于進(jìn)水管與儲(chǔ)氣管和水冷管固定連接，進(jìn)水管位于儲(chǔ)氣管與水冷管之間的部分相當(dāng)于兩端被分別固定連接在儲(chǔ)氣管和水冷管上，當(dāng)冷卻水進(jìn)入到進(jìn)水管后，由于熱脹冷縮，位于儲(chǔ)氣管與水冷管之間的部分在長(zhǎng)度上發(fā)生變化，進(jìn)而推動(dòng)或者拉動(dòng)儲(chǔ)氣管，同理，出水管處的儲(chǔ)氣管也被出水管推動(dòng)或者拉動(dòng)，這兩個(gè)力在儲(chǔ)氣管上形成彎矩，使儲(chǔ)氣管發(fā)生彎曲，而二氧化碳激光器的輸出鏡片和反射鏡片分別設(shè)置在儲(chǔ)氣管的兩端端部，所以反射鏡片與輸出鏡片的正對(duì)齊精度降低，直接降低了激光器輸出激光的穩(wěn)定性。
[0006]而且，當(dāng)冷卻水進(jìn)入到水冷管后，由于水冷管與冷卻水之間的溫度差，水冷管的長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化，由于進(jìn)水管和出水管位于儲(chǔ)氣管的兩端，并且分別于儲(chǔ)氣管的兩端固定連接，所以當(dāng)水冷管伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)，也會(huì)拉扯儲(chǔ)氣管，導(dǎo)致儲(chǔ)氣管的圓柱度降低，進(jìn)而導(dǎo)致反射鏡片和輸出鏡片的對(duì)齊精度降低，也降低了激光器輸出激光的穩(wěn)定性。
[0007]另外，在冷卻水對(duì)放電管進(jìn)行冷卻時(shí)，需要保證冷卻水在水冷管內(nèi)高速流動(dòng)，所以需要使水冷管與放電管之間具有較小的間隙，進(jìn)而導(dǎo)致水冷管具有較小的直徑，當(dāng)水冷管長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，由于水冷管的直徑較小，所以水冷管的抗彎強(qiáng)度低，容易發(fā)生彎曲，影響水冷管內(nèi)的放電管的直度，進(jìn)一步的降低了激光器輸出激光的穩(wěn)定性。
[0008]所以，為了降低由于冷卻水與進(jìn)水管和出水管之間較長(zhǎng)距離的溫度變化而帶來(lái)的不利影響，目前采用的方法是在冷卻水源處設(shè)置恒溫裝置，即將冷卻水設(shè)置在恒溫裝置內(nèi)，以此降低冷卻水的溫度變化量，使進(jìn)水管和出水管之間的溫度恒定，進(jìn)而降低進(jìn)水管和出水管由于溫度差而帶來(lái)的變形。
[0009]但是，采用恒溫裝置后，首先就是極大的提高了制作成本，其次使得二氧化碳激光器的使用更加復(fù)雜、體積增大，不方便搬移運(yùn)輸，另外，采用這種方式，激光器的精度較大程度上取決于恒溫裝置的精度，但是目前恒溫裝置難以做到完全處于恒溫狀態(tài)，所以激光器的激光束輸出質(zhì)量的穩(wěn)定性依然不高。
[0010]所以，目前亟需一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低，并且具有良好激光束輸出質(zhì)量的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有二氧化碳激光器存在的上述不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低，并且具有良好激光束輸出質(zhì)量的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0013]一種回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲(chǔ)氣管、水冷管和放電管，所述儲(chǔ)氣管兩端分別設(shè)置有反射鏡片和輸出鏡片，所述儲(chǔ)氣管上設(shè)置有與所述水冷管相接通的進(jìn)水管和出水管，所述水冷管為包括有內(nèi)層水冷管和外層水冷管的雙層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)層水冷管與所述外層水冷管接通，所述進(jìn)水管和出水管分別與所述內(nèi)層水冷管和外層水冷管接通，所述進(jìn)水管與所述出水管設(shè)置在所述水冷管的同一端。將水冷管設(shè)置為包括內(nèi)層水冷管和外層水冷管的雙層結(jié)構(gòu)，進(jìn)水管與內(nèi)層水冷管接通，出水管與外層水冷管接通，進(jìn)水管和出水管設(shè)置在水冷管的同一端，雖然進(jìn)水管和出水管依然會(huì)因與冷卻水之間的溫差而發(fā)生形變而推動(dòng)或者拉動(dòng)儲(chǔ)氣管，但是由于進(jìn)水管和出水管設(shè)置在水冷管的同一端，進(jìn)水管和出水管軸向距離近，進(jìn)而降低了儲(chǔ)氣管受到的彎矩，使得儲(chǔ)氣管的變形量減小，進(jìn)而提高了激光器的精度，提高了激光器輸出激光束的質(zhì)量；另外，由于進(jìn)水管和出水管位于水冷管的同一端，當(dāng)冷卻水進(jìn)入到水冷管內(nèi)，水冷管伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)，不再拉扯儲(chǔ)氣管，所以不影響反射鏡片和輸出鏡片的精度，也提高了激光器輸出激光束的質(zhì)量；同時(shí)，由于進(jìn)水管和出水管的變形對(duì)儲(chǔ)氣管圓柱度的影響降低，所以可以使用恒溫精度較低的恒溫裝置，進(jìn)而降低成本；甚至可以直接省去恒溫裝置，進(jìn)一步的降低成本，并且簡(jiǎn)化激光器的結(jié)構(gòu)；另外由于采用了雙層水冷管的結(jié)構(gòu)，為了保證冷卻水在冷卻放電管時(shí)具有較高的流速，只需要保證內(nèi)層水冷管與放電管之間具有較小的間隙即可，而對(duì)外層水冷管與內(nèi)層水冷管之間的間隙卻沒(méi)有要求，所以可以相應(yīng)的提高外層水冷管的直徑，以提高水冷管的抗彎強(qiáng)度，保證激光器的穩(wěn)定性。
[0014]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述進(jìn)水管與所述出水管沿所述儲(chǔ)氣管的徑向上的夾角<90°。當(dāng)進(jìn)水管與出水管沿儲(chǔ)氣管的徑向上的夾角<90°時(shí)，進(jìn)水管和出水管在發(fā)生形變時(shí)，進(jìn)水管對(duì)水冷管的施力與出水管對(duì)水冷管的施力不存在相互抵消的分力，所以，當(dāng)進(jìn)水管與出水管沿儲(chǔ)氣管的徑向上的夾角< 90°時(shí)，水冷管朝進(jìn)水管和出水管施力的合力方向發(fā)生位移，雖然水冷管會(huì)發(fā)生一定的位移，但是儲(chǔ)氣管所受到的力卻較進(jìn)水管與出水管沿所述儲(chǔ)氣管的徑向上的夾角多90°時(shí)的要小，所以?xún)?chǔ)氣管發(fā)生的形變也量就減小，進(jìn)而進(jìn)一步的降低了由于進(jìn)水管和出水管與冷卻水之間的溫度差產(chǎn)生形變而對(duì)反射鏡片與輸出鏡片對(duì)齊精度的影響，也就進(jìn)一步的提高了激光器的精度和穩(wěn)定性，使得在不使用恒溫裝置的情況下，激光器依然具有高的精度和穩(wěn)定性。
[0015]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述進(jìn)水管與所述出水管沿所述儲(chǔ)氣管的徑向上相互垂直。使進(jìn)水管與出水管之間有足夠的間隙，方便激光器的生產(chǎn)加工。
[0016]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述內(nèi)層水冷管與所述外層水冷管的接通位置為遠(yuǎn)離所述進(jìn)水管和出水管的端部。使內(nèi)層水冷管內(nèi)的冷卻水都能處于流動(dòng)狀態(tài)，保證對(duì)放電管的冷卻效果。
[0017]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述內(nèi)層水冷管一端與所述放電管密閉連接，另一端呈敞開(kāi)的懸空狀，所述外層水冷管兩端分別與所述放電管兩端密封連接并將所述內(nèi)層水冷管包覆在內(nèi)。使冷卻水能夠無(wú)阻礙的從內(nèi)層水冷管流動(dòng)到外層水冷管內(nèi)。
[0018]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述外層水冷管與所述儲(chǔ)氣管之間間隔設(shè)置有若干第一支撐架，所述第一支撐架的內(nèi)側(cè)與所述外層水冷管外壁相配合，外側(cè)與所述儲(chǔ)氣管內(nèi)壁相配合。通過(guò)第一支撐架支撐外層水冷管，控制儲(chǔ)氣管與外層水冷管之間的相對(duì)位置，減小外層水冷管的彎曲度，提高激光器輸出激光束的質(zhì)量。
[0019]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述內(nèi)層水冷管與所述外層水冷管之間間隔設(shè)置有若干第二支撐架，所述第二支撐架的內(nèi)側(cè)與所述內(nèi)層水冷管外壁相配合，外側(cè)與所述外層水冷管的內(nèi)壁相配合。通過(guò)第二支撐架控制外層水冷管與內(nèi)層水冷管之間的相對(duì)位置，減小內(nèi)層水冷管的彎曲度。
[0020]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述放電管與所述內(nèi)層水冷管之間間隔設(shè)置有若干第三支撐架，所述第三支撐架內(nèi)側(cè)與所述放電管外壁相配合，外側(cè)與所述內(nèi)層水冷管內(nèi)壁相配合。通過(guò)在放電管和內(nèi)層水冷管之間設(shè)置第三支撐架，對(duì)放電管進(jìn)行支撐，減小放電管的彎曲度。
[0021]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述第一支撐架為在沿所述儲(chǔ)氣管軸向上具有彈性，在沿所述儲(chǔ)氣管徑向上為剛性的支撐架。第一支撐架在徑向上位剛性，能夠穩(wěn)固的支撐水冷管，而軸向上具有彈性，當(dāng)水冷管因與冷卻水的溫差，在軸向上發(fā)生形變時(shí)，第一支撐架能夠在軸向上相應(yīng)的產(chǎn)生一定的形變量，避免由于水冷管伸出或者縮短時(shí)，對(duì)儲(chǔ)氣管施力，而導(dǎo)致儲(chǔ)氣管發(fā)生變形，降低輸出鏡片與反射鏡片的對(duì)其精度，進(jìn)而進(jìn)一步的提高了激光器輸出激光的穩(wěn)定性。
[0022]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述第二支撐架和第三支撐架結(jié)構(gòu)相同，并沿所述儲(chǔ)氣管的長(zhǎng)度方向呈薄片狀結(jié)構(gòu)。方便支撐架的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和制造，降低成本；由于第二支撐架和第三支撐架為薄片狀結(jié)構(gòu)，降低第二支撐架和第三支撐架對(duì)外層水冷管和內(nèi)層水冷管內(nèi)冷卻水流動(dòng)的阻擋。
[0023]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述第一支撐架為盤(pán)狀支撐架，包括支撐架本體，所述支撐架本體上設(shè)置有通孔，所述通孔與外層水冷管相配合，支撐架本體上間隔設(shè)置有若干通槽，相鄰所述通槽之間形成隔斷，沿所述通孔徑向的所述支撐架本體上至少設(shè)置有一條通槽。當(dāng)冷卻水進(jìn)入到水冷管后，由于水冷管與冷卻水之間存在的溫度差，水冷管的長(zhǎng)度具有伸長(zhǎng)或者縮短的趨勢(shì)，由于在沿通孔的徑向上都只有存在一條通槽，使得支撐件本體上的都沒(méi)有形成一個(gè)環(huán)繞通孔的隔斷，進(jìn)而使得第一支撐架在沿通孔軸向的方向上具有彈性，進(jìn)而能夠滿(mǎn)足水冷管伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)，第一支撐架能夠提供一定的變形空間，避免由于水冷管伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)對(duì)儲(chǔ)氣管施力，而導(dǎo)致儲(chǔ)氣管發(fā)生變形，降低設(shè)置在儲(chǔ)氣管兩端的輸出鏡片和反射鏡片的對(duì)齊精度，進(jìn)而進(jìn)一步的提高了激光器的穩(wěn)定性。
[0024]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述通槽沿所述通孔的軸線圓周均布，所述通槽呈圓弧狀，并且與所述通孔同軸設(shè)置，所述通槽沿所述通孔的徑向呈層狀布置，相鄰兩層上的隔斷之間錯(cuò)開(kāi)布置。由于通槽沿通孔的軸線圓周均布，使得支撐架本體在沿通孔的軸向方式變形時(shí)，能夠使支撐架本體的各個(gè)部位一致性的變形，當(dāng)水冷管伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)，第一支撐架能夠在軸向上提供一定的變形空間。
[0025]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述支撐架本體為玻璃材料制得，所述通孔內(nèi)壁上向內(nèi)設(shè)置有至少兩個(gè)第一凸起，所述第一凸起與所述外層水冷管固定連接，所述第一支撐架的外緣上設(shè)置有至少兩個(gè)第二凸起，所述第二凸起與所述儲(chǔ)氣管的內(nèi)壁固定連接。在安裝第一支撐架時(shí)，先將第一支撐架套設(shè)在水冷管上，待第一支撐架放置到位后，融化第一凸起和第二凸起，進(jìn)而將第一支撐架與水冷管和儲(chǔ)氣管固定連接，保證第一支撐架能夠良好的支撐水冷管。
[0026]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0027]1、進(jìn)水管和出水管設(shè)置在水冷管的同一端，使得儲(chǔ)氣管上這兩處受進(jìn)水管和出水管的拉扯力的位置接近，進(jìn)而降低了水冷管伸長(zhǎng)和縮短，以及進(jìn)水管和出水管伸長(zhǎng)或者縮短對(duì)儲(chǔ)氣管的影響，儲(chǔ)氣管的變形量減小，保證了反射鏡片和輸出鏡片的正對(duì)齊的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了激光器的精度和穩(wěn)定性；同時(shí)也使得，可以使用恒溫精度較低的恒溫裝置，進(jìn)而降低成本。
[0028]具體實(shí)施中的其他有益效果是:
[0029]由于第一支撐架沿軸向具有彈性，能夠滿(mǎn)足水冷管伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)，第一支撐架能夠提供一定的變形空間，避免由于水冷管伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)對(duì)儲(chǔ)氣管施力，而導(dǎo)致儲(chǔ)氣管發(fā)生變形，降低設(shè)置在儲(chǔ)氣管兩端的輸出鏡片和反射鏡片的對(duì)齊精度，進(jìn)而進(jìn)一步的提高了激光器的穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為第二支撐架和第三支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為圖1中A-A截面視圖；
[0033]圖4為圖1的左視圖；
[0034]圖5為第一支撐架安裝的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0035]圖中標(biāo)記:1-儲(chǔ)氣管，2-水冷管，3_放電管，4-反射鏡片，5_輸出鏡片，6_出水管，7-進(jìn)水管，8-內(nèi)層水冷管，9-外層水冷管，10-第一支撐架，11-第二支撐架，12-第三支撐架，101-支撐架本體，102-通孔，103-通槽，104-第一凸起，105-第二凸起?！揪唧w實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0037]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0038]如圖1至圖5所示的一種回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲(chǔ)氣管1、水冷管2和放電管3，所述儲(chǔ)氣管I兩端分別設(shè)置有反射鏡片4和輸出鏡片5，所述儲(chǔ)氣管I上設(shè)置有與所述水冷管2相接通的進(jìn)水管7和出水管6，所述水冷管2為包括有內(nèi)層水冷管8和外層水冷管9的雙層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)層水冷管8與所述外層水冷管9接通，所述進(jìn)水管7和出水管6分別與所述內(nèi)層水冷管8和外層水冷管9接通，所述進(jìn)水管7與所述出水管6設(shè)置在所述水冷管2的同一端。將水冷管2設(shè)置為包括內(nèi)層水冷管8和外層水冷管9的雙層結(jié)構(gòu)，進(jìn)水管7與內(nèi)層水冷管8接通，出水管6與外層水冷管9接通，進(jìn)水管7和出水管6設(shè)置在水冷管2的同一端，雖然進(jìn)水管7和出水管6依然會(huì)因與冷卻水之間的溫差而發(fā)生形變而推動(dòng)或者拉動(dòng)儲(chǔ)氣管I，但是由于進(jìn)水管7和出水管6設(shè)置在水冷管2的同一端，進(jìn)水管7和出水管6沿儲(chǔ)氣管I軸向上的距離近，進(jìn)而降低了儲(chǔ)氣管I受到的彎矩，使得儲(chǔ)氣管I的變形量減小，進(jìn)而提高了激光器的精度，提高了激光器輸出激光束的質(zhì)量；同時(shí)，由于進(jìn)水管7和出水管6的變形對(duì)儲(chǔ)氣管I圓柱度的影響降低，所以可以使用恒溫精度較低的恒溫裝置，進(jìn)而降低成本；甚至可以直接省去恒溫裝置，進(jìn)一步的降低成本，并且簡(jiǎn)化激光器的結(jié)構(gòu)；另外，由于進(jìn)水管7和出水管6位于水冷管2的同一端，當(dāng)冷卻水進(jìn)入到水冷管2內(nèi)，水冷管2伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)，不再拉扯儲(chǔ)氣管1，所以不影響反射鏡片4和輸出鏡片5的精度，也提高了激光器輸出激光束的質(zhì)量；同時(shí)，由于采用了雙層水冷管2的結(jié)構(gòu)，為了保證冷卻水在冷卻放電管3時(shí)具有較高的流速，只需要保證內(nèi)層水冷管8與放電管3之間具有較小的間隙即可，而對(duì)外層水冷管9與內(nèi)層水冷管8之間的間隙卻沒(méi)有要求，所以可以相應(yīng)的提高外層水冷管9的直徑，以提高水冷管2的抗彎強(qiáng)度，保證激光器的穩(wěn)定性。
[0039]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述進(jìn)水管7與所述出水管6沿所述儲(chǔ)氣管I的徑向上的夾角<90°。當(dāng)進(jìn)水管7與出水管6沿儲(chǔ)氣管I的徑向上的夾角<90°時(shí)，進(jìn)水管7和出水管6在發(fā)生形變時(shí)，進(jìn)水管7對(duì)水冷管2的施力與出水管6對(duì)水冷管2的施力不存在相互抵消的分力，所以，當(dāng)進(jìn)水管7與出水管6沿儲(chǔ)氣管I的徑向上的夾角< 90°時(shí)，水冷管2朝進(jìn)水管7和出水管6施力的合力方向發(fā)生位移，雖然水冷管2會(huì)發(fā)生一定的位移，但是儲(chǔ)氣管I所受到的力卻較進(jìn)水管7與出水管6沿所述儲(chǔ)氣管I的徑向上的夾角多90°時(shí)的要小，所以?xún)?chǔ)氣管I發(fā)生的形變也量就減小，進(jìn)而進(jìn)一步的降低了由于進(jìn)水管7和出水管6與冷卻水之間的溫度差產(chǎn)生形變而對(duì)反射鏡片4與輸出鏡片5對(duì)齊精度的影響，也就進(jìn)一步的提高了激光器的精度和穩(wěn)定性，使得在不使用恒溫裝置的情況下，激光器依然具有高的精度和穩(wěn)定性。
[0040]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述進(jìn)水管7與所述出水管6沿所述儲(chǔ)氣管I的徑向上相互垂直。使進(jìn)水管7與出水管6之間有足夠的間隙，方便激光器的生產(chǎn)加工。
[0041]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述內(nèi)層水冷管8與所述外層水冷管9的接通位置為遠(yuǎn)離所述進(jìn)水管I和出水管6的端部。使內(nèi)層水冷管8內(nèi)的冷卻水都能處于流動(dòng)狀態(tài)，保證對(duì)放電管3的冷卻效果。
[0042]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述內(nèi)層水冷管8—端與所述放電管3密閉連接，另一端呈敞開(kāi)的懸空狀，所述外層水冷管9兩端分別與所述放電管3兩端密封連接并將所述內(nèi)層水冷管8包覆在內(nèi)。使冷卻水能夠無(wú)阻礙的從內(nèi)層水冷管8流動(dòng)到外層水冷管9內(nèi)。
[0043]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述外層水冷管9與所述儲(chǔ)氣管I之間設(shè)置有若干第一支撐架10，所述第一支撐架10的內(nèi)側(cè)與所述外層水冷管9外壁相配合，外側(cè)與所述儲(chǔ)氣管I內(nèi)壁相配合。通過(guò)第一支撐架10支撐外層水冷管9，控制儲(chǔ)氣管I與外層水冷管9之間的相對(duì)位置，減小外層水冷管9的彎曲度，提高激光器輸出激光束的質(zhì)量。
[0044]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述內(nèi)層水冷管8與所述外層水冷管9之間設(shè)置有若干第二支撐架11，所述第二支撐架11的內(nèi)側(cè)與所述內(nèi)層水冷管8外壁相配合，外側(cè)與所述外層水冷管9的內(nèi)壁相配合。通過(guò)第二支撐架11控制外層水冷管9與內(nèi)層水冷管8之間的相對(duì)位置，減小內(nèi)層水冷管8的彎曲度。
[0045]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述放電管3與所述內(nèi)層水冷管8之間設(shè)置有若干第三支撐架12，所述第三支撐架12的內(nèi)側(cè)與所述放電管3外壁相配合，外側(cè)與所述內(nèi)層水冷管8內(nèi)壁相配合。通過(guò)在放電管3和內(nèi)層水冷管8之間設(shè)置第三支撐架12，對(duì)放電管3進(jìn)行支撐，減小放電管3的彎曲度。
[0046]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述第一支撐架10為在沿所述儲(chǔ)氣管I軸向上具有彈性，在沿所述儲(chǔ)氣管I徑向上為剛性的支撐架。第一支撐架10在徑向上位剛性，能夠穩(wěn)固的支撐水冷管2，而軸向上具有彈性，當(dāng)水冷管2因與冷卻水的溫差，在軸向上發(fā)生形變時(shí)，第一支撐架10能夠在軸向上相應(yīng)的產(chǎn)生一定的形變量，避免由于水冷管2伸出或者縮短時(shí)，對(duì)儲(chǔ)氣管I施力，而導(dǎo)致儲(chǔ)氣管I發(fā)生變形，降低輸出鏡片5與反射鏡片4的對(duì)其精度，進(jìn)而進(jìn)一步的提高了激光器輸出激光的穩(wěn)定性。
[0047]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述第二支撐架11和第三支撐架12結(jié)構(gòu)相同，并沿所述儲(chǔ)氣管I的長(zhǎng)度方向呈薄片狀結(jié)構(gòu)。方便第二支撐架11和第三支撐架12的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和制造，降低成本；由于第二支撐架11和第三支撐架12為薄片狀結(jié)構(gòu)，降低第二支撐架11和第三支撐架12對(duì)外層水冷管9和內(nèi)層水冷管8內(nèi)冷卻水流動(dòng)的阻擋。
[0048]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述第一支撐架10為盤(pán)狀支撐架，包括支撐架本體101，所述支撐架本體101上設(shè)置有通孔102，所述通孔102與外層水冷管9相配合，支撐架本體101上間隔設(shè)置有若干通槽103，相鄰所述通槽103之間形成隔斷，沿所述通孔102徑向的所述支撐架本體101上至少設(shè)置有一條通槽103。當(dāng)冷卻水進(jìn)入到水冷管2后，由于水冷管2與冷卻水之間存在的溫度差，水冷管2的長(zhǎng)度具有伸長(zhǎng)或者縮短的趨勢(shì)，由于在沿通孔101的徑向上都只有存在一條通槽103，使得支撐件本體101上的都沒(méi)有形成一個(gè)環(huán)繞通孔102的隔斷，進(jìn)而使得第一支撐架10在沿通孔102軸向的方向上具有彈性，進(jìn)而能夠滿(mǎn)足水冷管2伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)，第一支撐架10能夠提供一定的變形空間，避免由于水冷管2伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)對(duì)儲(chǔ)氣管I施力，而導(dǎo)致儲(chǔ)氣管I發(fā)生變形，降低設(shè)置在儲(chǔ)氣管I兩端的輸出鏡片5和反射鏡片4的對(duì)齊精度，進(jìn)而進(jìn)一步的提局了激光器的穩(wěn)定性。
[0049]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述通槽103沿所述通孔102的軸線圓周均布，所述通槽103呈圓弧狀，并且與所述通孔102同軸設(shè)置，所述通槽103沿所述通孔102的徑向呈層狀布置，相鄰兩層上的隔斷之間錯(cuò)開(kāi)布置。由于通槽103沿通孔102的軸線圓周均布，使得支撐架本體101在沿通孔102的軸向方式變形時(shí)，能夠使支撐架本體101的各個(gè)部位一致性的變形，當(dāng)水冷管2伸長(zhǎng)或者縮短時(shí)，第一支撐架10能夠在軸向上提供一定的變形空間。
[0050]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述支撐架本體101為玻璃材料制得，所述通孔102內(nèi)壁上向內(nèi)設(shè)置有至少兩個(gè)第一凸起104，所述第一凸起104與所述外層水冷管9固定連接，所述第一支撐架101的外緣上設(shè)置有至少兩個(gè)第二凸起105，所述第二凸起與所述儲(chǔ)氣管I的內(nèi)壁固定連接。在安裝第一支撐架10時(shí)，先將第一支撐架套設(shè)在水冷管2上，待第一支撐架10放置到位后，融化第一凸起104和第二凸起105，進(jìn)而將第一支撐架10與水冷管2和儲(chǔ)氣管I固定連接，保證第一支撐架10能夠良好的支撐水冷管2。
[0051]凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲(chǔ)氣管、水冷管和放電管，所述儲(chǔ)氣管兩端分別設(shè)置有反射鏡片和輸出鏡片，所述儲(chǔ)氣管上設(shè)置有與所述水冷管相接通的進(jìn)水管和出水管，其特征在于，所述水冷管為包括有內(nèi)層水冷管和外層水冷管的雙層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)層水冷管與所述外層水冷管接通，所述進(jìn)水管和出水管分別與所述內(nèi)層水冷管和外層水冷管接通，所述進(jìn)水管與所述出水管設(shè)置在所述水冷管的同一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述進(jìn)水管與所述出水管沿所述儲(chǔ)氣管的徑向上的夾角<90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述進(jìn)水管與所述出水管沿所述儲(chǔ)氣管的徑向上相互垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述內(nèi)層水冷管與所述外層水冷管的接通位置為遠(yuǎn)離所述進(jìn)水管和出水管的端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述內(nèi)層水冷管一端與所述放電管密閉連接，另一端呈敞開(kāi)的懸空狀，所述外層水冷管兩端分別與所述放電管兩端密封連接并將所述內(nèi)層水冷管包覆在內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述外層水冷管與所述儲(chǔ)氣管之間間隔設(shè)置有若干第一支撐架，所述第一支撐架的內(nèi)側(cè)與所述外層水冷管外壁相配合，外側(cè)與所述儲(chǔ)氣管內(nèi)壁相配合，所述內(nèi)層水冷管與所述外層水冷管之間間隔設(shè)置有若干第二支撐架，所述第二支撐架的內(nèi)側(cè)與所述內(nèi)層水冷管外壁相配合，外側(cè)與所述外層水冷管的內(nèi)壁相配合，所述放電管與所述內(nèi)層水冷管之間間隔設(shè)置有若干第三支撐架，所述第三支撐架內(nèi)側(cè)與所述放電管外壁相配合，外側(cè)與所述內(nèi)層水冷管內(nèi)壁相配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述第二支撐架和第三支撐架結(jié)構(gòu)相同，并沿所述儲(chǔ)氣管的長(zhǎng)度方向呈薄片狀結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述第一支撐架為在沿所述儲(chǔ)氣管軸向上具有彈性，在沿所述儲(chǔ)氣管徑向上為剛性的支撐架。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述第一支撐架為盤(pán)狀支撐架，包括支撐架本體，所述支撐架本體上設(shè)置有通孔，所述通孔與外層水冷管相配合，支撐架本體上間隔設(shè)置有若干通槽，相鄰所述通槽之間形成隔斷，沿所述通孔徑向的所述支撐架本體上至少設(shè)置有一條通槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述通槽沿所述通孔的軸線圓周均布，所述通槽呈圓弧狀，并且與所述通孔同軸設(shè)置，所述通槽沿所述通孔的徑向呈層狀布置，相鄰兩層上的隔斷之間錯(cuò)開(kāi)布置。
【文檔編號(hào)】H01S3/223GK203607669SQ201320819413
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】殷衛(wèi)援 申請(qǐng)人:成都微深科技有限公司