一種具有陰電極隔熱裝置的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種具有陰電極隔熱裝置的高穩(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，所述放電管兩端分別設(shè)置有陽電極和陰電極，所述儲(chǔ)氣管上設(shè)置有與所述水冷管接通的進(jìn)水管和出水管，所述陰電極外部套設(shè)有隔熱裝置，所述隔熱裝置位于所述陰電極和所述儲(chǔ)氣管之間。通過在陰電極外部套設(shè)隔熱裝置，減少陰電極向儲(chǔ)氣管輻射熱量，降低儲(chǔ)氣管的受熱變形量，進(jìn)而降低了陰電極溫度變化對(duì)輸出窗和反射窗對(duì)齊精度的影響，提高了激光器輸出激光束的穩(wěn)定性。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種具有陰電極隔熱裝置的高穩(wěn)定性二氧 化碳激光器。 一種具有陰電極隔熱裝置的高穩(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、分別設(shè)置在放電管兩端的陰電極和陽電極、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，使光子在放電管內(nèi)反復(fù)震蕩形 成激光束，從輸出鏡片中射出得到最終的激光束。
[0004] 在激光器工作時(shí)，放電管和陰電極都具有較高的溫度，雖然在放電管外套設(shè)水冷 管來對(duì)放電管進(jìn)行冷卻，保證激光器的正常工作，但是由于水冷管套設(shè)在放電管外部，對(duì)于 設(shè)置在放電管端部的陰電極卻不能夠起到到良好的冷卻效果，陰電極不斷的對(duì)儲(chǔ)氣管輻射 熱量，使得儲(chǔ)氣管上與陰電極對(duì)應(yīng)的局部位置溫度升高，導(dǎo)致儲(chǔ)氣管產(chǎn)生形變，由于反射窗 和輸出窗分別布置在儲(chǔ)氣管兩端，所以當(dāng)儲(chǔ)氣管產(chǎn)生形變時(shí)，反射窗和輸出窗的對(duì)齊精度 下降，直接降低了激光器輸出激光束質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0005] 所以，目前亟需一種能夠良好冷卻陰電極，提高激光束輸出穩(wěn)定性的二氧化碳激 光器。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 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 能夠良好冷卻陰電極，提高激光束輸出穩(wěn)定性的二氧化碳激光器。
[0007] 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：
[0008] -種具有陰電極隔熱裝置的高穩(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，所述放電管兩端分別設(shè)置有陽電極和陰電極，所述儲(chǔ)氣管上設(shè)置 有與所述水冷管接通的進(jìn)水管和出水管，所述陰電極外部套設(shè)有隔熱裝置，所述隔熱裝置 位于所述陰電極和所述儲(chǔ)氣管之間。通過在陰電極外部套設(shè)隔熱裝置，減少陰電極向儲(chǔ)氣 管輻射熱量，降低儲(chǔ)氣管的受熱變形量，進(jìn)而降低了陰電極溫度變化對(duì)輸出窗和反射窗對(duì) 齊精度的影響，提高了激光器輸出激光束的穩(wěn)定性。
[0009] 作為優(yōu)選，所述隔熱裝置為環(huán)繞在所述陰電極外部的螺旋管。將隔熱裝置設(shè)置為 螺旋管，螺旋管環(huán)繞在陰電極外部，阻止陰電極的熱量輻射到儲(chǔ)氣管上的同時(shí)，自身的溫度 也會(huì)升高，自身也會(huì)發(fā)生形變，而螺旋管本身長度較長，而且具有一定的彈性，所以將隔熱 裝置設(shè)置為螺旋管，使得隔熱裝置在受熱形變時(shí)，自身能夠有足夠的變形量，減少對(duì)水冷管 的拉扯，保證激光器輸出激光束的穩(wěn)定性。
[0010] 作為優(yōu)選，所述螺旋管與所述水冷管接通。螺旋管與水冷管接通，水冷管中的冷 卻水能夠進(jìn)入到螺旋管內(nèi)，使得螺旋管不僅起到阻止陰電極上的熱量傳遞到儲(chǔ)氣管上的作 用，同時(shí)，傳遞到螺旋管上的熱量能夠被冷卻水帶走，所以還起到冷卻陰電極的作用，進(jìn)一 步的避免了陰電極的溫度傳遞到儲(chǔ)氣管上，提高激光器輸出激光束的穩(wěn)定性。
[0011] 作為優(yōu)選，所述進(jìn)水管和出水管中靠近所述陰電極的一個(gè)的一端穿出所述儲(chǔ)氣管 與外部水源接通，另一端與所述螺旋管的一端接通，所述螺旋管的另一端與所述水冷管接 通。將螺旋管串聯(lián)在進(jìn)水管、水冷管和出水管的水路中，使得螺旋管內(nèi)部的冷卻水不停的流 動(dòng)，提高螺旋管的隔熱效果和冷卻效果；
[0012] 另外，在傳統(tǒng)的二氧化碳激光器中，放電管一端與儲(chǔ)氣管固定連接，另一端呈懸空 狀態(tài)，放電管外部套設(shè)水冷管，水冷管的兩端分別設(shè)置進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管穿 出儲(chǔ)氣管，并與儲(chǔ)氣管固定連接，由于水冷管與儲(chǔ)氣管之間的間隙較小，使得進(jìn)水管和出水 管位于水冷管和儲(chǔ)氣管之間的部分長度較短，所允許的變形量也較小，所以，水冷管的兩端 相當(dāng)于剛性的固定在儲(chǔ)氣管上。
[0013] 所以，傳統(tǒng)的二氧化碳激光器在搬移運(yùn)輸過程中，當(dāng)激光器受到?jīng)_擊或者撞擊時(shí)， 細(xì)長結(jié)構(gòu)的水冷管和放電管由于兩端被固定，所以會(huì)發(fā)生一定量的彎曲，當(dāng)彎曲量過大時(shí)， 水冷管或者放電管斷裂，直接導(dǎo)致激光器的損壞；
[0014] 另外，由于細(xì)長結(jié)構(gòu)的水冷管兩端被剛性的固定在儲(chǔ)氣管上，在激光器工作時(shí)，儲(chǔ) 氣管的溫度與水冷管的溫度具有一定的差值，所以儲(chǔ)氣管因溫度在長度方向的形變量與 水冷管在長度方向的形變量并不相同，所以使得儲(chǔ)氣管與水冷管之間相互拉扯，導(dǎo)致儲(chǔ)氣 管發(fā)生彎曲，進(jìn)而使得設(shè)置在儲(chǔ)氣管兩端的反射窗和輸出窗對(duì)齊精度下降，最終導(dǎo)致激光 器輸出激光器質(zhì)量的下降；當(dāng)儲(chǔ)氣管與水冷管形變量相差較大時(shí)，甚至出現(xiàn)水冷管或者儲(chǔ) 氣管被拉裂的情況，直接導(dǎo)致激光器報(bào)廢。
[0015] 而本實(shí)用新型的二氧化碳激光器，在陰電極處的水冷管是通過螺旋管與進(jìn)水管或 者出水管連接，由于螺旋管能夠允許較大的形變量，所以陰電極處的水冷管與儲(chǔ)氣管相當(dāng) 于柔性連接，所以，當(dāng)激光器在搬移運(yùn)輸過程中受到?jīng)_擊時(shí)，螺旋管能夠提供一定的變形緩 沖空間，避免水冷管和放電管因彎曲過大的損壞；
[0016] 本實(shí)用新型的二氧化碳激光器在使用過程中，當(dāng)水冷管與儲(chǔ)氣管在長度方向的伸 長量不一致時(shí)，螺旋管依然能夠提供一定的變形緩沖空間，降低水冷管與儲(chǔ)氣管之間的拉 扯強(qiáng)度，進(jìn)而提高了激光器輸出激光束的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)水冷管或者儲(chǔ)氣管被拉裂的情 況。
[0017] 作為優(yōu)選，所述螺旋管與所述陰電極隔開設(shè)置。在激光器工作時(shí)，如果電極溫度過 低，將影響激光器輸出激光束的功率，所以將螺旋管與陰電極隔開合適的距離，使得螺旋管 在起到隔熱和冷卻陰電極的效果的同時(shí)又不致使陰電極的溫度過低而影響激光器的輸出 質(zhì)量。
[0018] 作為優(yōu)選，所述螺旋管將所述陰電極完全包覆在內(nèi)。螺旋管將陰電極全部包覆在 內(nèi)，并與陰電極隔開合適的距離，使得螺旋管能夠良好的阻隔陰電極對(duì)儲(chǔ)氣管輻射熱量，并 且也使得螺旋管可以均勻的冷卻陰電極，避免陰電極上出現(xiàn)局部過熱的情況。
[0019] 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：
[0020] 提高了激光器輸出激光束的穩(wěn)定性；
[0021] 具體實(shí)施中的其他有益效果是：
[0022] 1、當(dāng)激光器在搬移運(yùn)輸過程中受到?jīng)_擊時(shí)，螺旋管能夠提供一定的變形緩沖空 間，避免水冷管和放電管因彎曲過大的損壞；
[0023] 2、螺旋管能夠提供一定的變形緩沖空間，降低水冷管與儲(chǔ)氣管之間的拉扯強(qiáng)度， 進(jìn)而提高了激光器輸出激光束的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)水冷管或者儲(chǔ)氣管被拉裂的情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0025] 圖中標(biāo)記：I-儲(chǔ)氣管，2_水冷管，3_放電管，4-陽電極，5-陰電極，6_進(jìn)水管，7-出 水管，8-螺旋管，9-反射窗，10-輸出窗。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0027] 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。
[0028] 如圖所示的一種具有陰電極隔熱裝置的高穩(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,所述放電管3兩端分別設(shè)置有陽電極4和陰電 極5,所述儲(chǔ)氣管1上設(shè)置有與所述水冷管2接通的進(jìn)水管6和出水管7,所述陰電極5外 部套設(shè)有隔熱裝置，所述隔熱裝置位于所述陰電極5和所述儲(chǔ)氣管1之間。通過在陰電極5 外部套設(shè)隔熱裝置，減少陰電極5向儲(chǔ)氣管1輻射熱量，降低儲(chǔ)氣管1的受熱變形量，進(jìn)而 降低了陰電極5溫度變化對(duì)輸出窗9和反射窗10對(duì)齊精度的影響，提高了激光器輸出激光 束的穩(wěn)定性。
[0029] 作為優(yōu)選，所述隔熱裝置為環(huán)繞在所述陰電極5外部的螺旋管8。將隔熱裝置設(shè) 置為螺旋管8,螺旋管8環(huán)繞在陰電極5外部，阻止陰電極5的熱量輻射到儲(chǔ)氣管1上的同 時(shí)，自身的溫度也會(huì)升高，自身也會(huì)發(fā)生形變，而螺旋管8本身長度較長，而且具有一定的 彈性，所以將隔熱裝置設(shè)置為螺旋管8,使得隔熱裝置在受熱形變時(shí)，自身能夠有足夠的變 形量，減少對(duì)水冷管2的拉扯，保證激光器輸出激光束的穩(wěn)定性。
[0030] 作為優(yōu)選，所述螺旋管8與所述水冷管2接通。螺旋管8與水冷管2接通，水冷管 2中的冷卻水能夠進(jìn)入到螺旋管8內(nèi)，使得螺旋管8不僅起到阻止陰電極5上的熱量傳遞到 儲(chǔ)氣管1上的作用，同時(shí)，傳遞到螺旋管8上的熱量能夠被冷卻水帶走，所以還起到冷卻陰 電極5的作用，進(jìn)一步的避免了陰電極5的溫度傳遞到儲(chǔ)氣管1上，提高激光器輸出激光束 的穩(wěn)定性。
[0031] 作為優(yōu)選，所述進(jìn)水管6和出水管7中靠近所述陰電極5的一個(gè)的一端穿出所述 儲(chǔ)氣管1與外部水源接通，另一端與所述螺旋管8的一端接通，所述螺旋管8的另一端與所 述水冷管2接通。將螺旋管8串聯(lián)在進(jìn)水管6、水冷管2和出水管7的水路中，使得螺旋管 8內(nèi)部的冷卻水不停的流動(dòng)，提高螺旋管8的隔熱效果和冷卻效果；
[0032] 另外，在傳統(tǒng)的二氧化碳激光器中，放電管3 -端與儲(chǔ)氣管1固定連接，另一端呈 懸空狀態(tài)，放電管3外部套設(shè)水冷管2,水冷管2的兩端分別設(shè)置進(jìn)水管6和出水管7,進(jìn)水 管6和出水管7穿出儲(chǔ)氣管1，并與儲(chǔ)氣管1固定連接，由于水冷管2與儲(chǔ)氣管1之間的間 隙較小，使得進(jìn)水管6和出水管7位于水冷管2和儲(chǔ)氣管1之間的部分長度較短，所允許的 變形量也較小，所以，水冷管2的兩端相當(dāng)于剛性的固定在儲(chǔ)氣管1上。
[0033] 所以，傳統(tǒng)的二氧化碳激光器在搬移運(yùn)輸過程中，當(dāng)激光器受到?jīng)_擊或者撞擊時(shí)， 細(xì)長結(jié)構(gòu)的水冷管2和放電管3由于兩端被固定，所以會(huì)發(fā)生一定量的彎曲，當(dāng)彎曲量過大 時(shí)，水冷管2或者放電管3斷裂，直接導(dǎo)致激光器的損壞；
[0034] 另外，由于細(xì)長結(jié)構(gòu)的水冷管2兩端被剛性的固定在儲(chǔ)氣管1上，在激光器工作 時(shí)，儲(chǔ)氣管1的溫度與水冷管2的溫度具有一定的差值，所以儲(chǔ)氣管1因溫度在長度方向 的形變量與水冷管2在長度方向的形變量并不相同，所以使得儲(chǔ)氣管1與水冷管2之間相 互拉扯，導(dǎo)致儲(chǔ)氣管1發(fā)生彎曲，進(jìn)而使得設(shè)置在儲(chǔ)氣管1兩端的反射窗9和輸出窗10對(duì) 齊精度下降，最終導(dǎo)致激光器輸出激光器質(zhì)量的下降；當(dāng)儲(chǔ)氣管1與水冷管2形變量相差較 大時(shí)，甚至出現(xiàn)水冷管2或者儲(chǔ)氣管1被拉裂的情況，直接導(dǎo)致激光器報(bào)廢。
[0035] 而本實(shí)用新型的二氧化碳激光器，在陰電極5處的水冷管2是通過螺旋管8與進(jìn) 水管6或者出水管7連接，由于螺旋管8能夠允許較大的形變量，所以陰電極5處的水冷管 2與儲(chǔ)氣管1相當(dāng)于柔性連接，所以，當(dāng)激光器在搬移運(yùn)輸過程中受到?jīng)_擊時(shí)，螺旋管8能夠 提供一定的變形緩沖空間，避免水冷管2和放電管3因彎曲過大的損壞；
[0036] 本實(shí)用新型的二氧化碳激光器在使用過程中，當(dāng)水冷管2與儲(chǔ)氣管1在長度方向 的伸長量不一致時(shí)，螺旋管8依然能夠提供一定的變形緩沖空間，降低水冷管2與儲(chǔ)氣管1 之間的拉扯強(qiáng)度，進(jìn)而提高了激光器輸出激光束的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)水冷管2或者儲(chǔ)氣管1 被拉裂的情況。
[0037] 作為優(yōu)選，所述螺旋管8與所述陰電極5隔開設(shè)置。在激光器工作時(shí)，如果電極溫 度過低，將影響激光器輸出激光束的功率，所以將螺旋管8與陰電極5隔開合適的距離，使 得螺旋管8在起到隔熱和冷卻陰電極5的效果的同時(shí)又不致使陰電極5的溫度過低而影響 激光器的輸出質(zhì)量。
[0038] 作為優(yōu)選，所述螺旋管8將所述陰電極5完全包覆在內(nèi)。螺旋管8將陰電極5全 部包覆在內(nèi)，并與陰電極5隔開合適的距離，使得螺旋管8能夠良好的阻隔陰電極5對(duì)儲(chǔ)氣 管1輻射熱量，并且也使得螺旋管8可以均勻的冷卻陰電極5,避免陰電極5上出現(xiàn)局部過 熱的情況。
[0039] 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. 一種具有陰電極隔熱裝置的高穩(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，所述放電管兩端分別設(shè)置有陽電極和陰電極，所述儲(chǔ)氣管上設(shè)置有 與所述水冷管接通的進(jìn)水管和出水管，其特征在于，所述陰電極外部套設(shè)有隔熱裝置，所述 隔熱裝置位于所述陰電極和所述儲(chǔ)氣管之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有陰電極隔熱裝置的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在 于，所述隔熱裝置為環(huán)繞在所述陰電極外部的螺旋管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有陰電極隔熱裝置的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在 于，所述螺旋管與所述水冷管接通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有陰電極隔熱裝置的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征 在于，所述進(jìn)水管和出水管中靠近所述陰電極的一個(gè)的一端穿出所述儲(chǔ)氣管與外部水源接 通，另一端與所述螺旋管的一端接通，所述螺旋管的另一端與所述水冷管接通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有陰電極隔熱裝置的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器，其特征在 于，所述螺旋管與所述陰電極隔開設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5任意一項(xiàng)所述的具有陰電極隔熱裝置的高穩(wěn)定性二氧化碳激光 器，其特征在于，所述螺旋管將所述陰電極完全包覆在內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H01S3/041GK203850611SQ201420284715
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】陳健 申請人:成都微深科技有限公司