本實用新型屬于激光技術領域，更具體地，涉及一種CO₂氣體激光器激勵裝置。

背景技術：

CO₂激光器是最重要、用途最廣泛的氣體激光器之一。為了使得高能橫流CO₂激光在高壓下能獲得大體積均勻和穩(wěn)定放電，目前已有了諸如脈沖預電離、紫外預電離、電子束預電離等方法。由于輸出功率大、技術簡單、成本低等因素，第一代工業(yè)用CO₂激光器使用直流激勵，現(xiàn)在它仍占據(jù)著大量的市場份額。直流激勵分為串聯(lián)線性調整電源、可控硅中頻電源、PWM式DC-DC高頻開關電源、諧振式開關電源。直流電源雖然應用廣泛，鎮(zhèn)流電阻要消耗很高一部分的能量，光電轉換效率低；放電不穩(wěn)定，限制了注入功率密度的提高；電源功率因數(shù)低，不利于節(jié)能；很難做到連續(xù)－脈沖運行轉換，無法滿足高性能激光加工的要求；放電電壓太高，給更高頻率的高壓電源的研制帶來困難。近20年來，發(fā)展了射頻激勵技術，其特點為放電具有正向伏安特性，可實現(xiàn)持續(xù)放電，電能利用率高；放電穩(wěn)定，可實現(xiàn)大面積均勻放電；注入功率密度高，器件的體積大為縮小；工作電壓低，有利于提高器件壽命，并且使用安全；射頻波可實現(xiàn)高頻幅度調制，輸出光功率的控制程度高；能靈活地實現(xiàn)從連續(xù)到脈沖的轉換以及脈寬和脈沖頻率的調節(jié)等。但是射頻激勵需要十分昂貴的射頻功率發(fā)生器，而且會對環(huán)境產生污染。

結合直流激勵和射頻激勵兩種方法，我們提出了一種直流疊加高頻脈沖激勵的新型裝置，可以使得所需的直流電壓降低，并且可以通過調制高 頻電壓的幅度對激光輸出進行調制。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種CO₂氣體激光器激勵裝置，由此解決傳統(tǒng)直流電源激勵產生的大體積弧光放電，不能對輸出光功率進行調制的技術問題。

本實用新型提供了一種CO₂氣體激光器激勵裝置，包括直流電源、高頻脈沖電源、鎮(zhèn)流電阻、陰極、絕緣板和陽極；所述陰極的一端通過所述鎮(zhèn)流電阻與所述高頻脈沖電源的輸出端連接；所述陰極的另一端通過所述絕緣板固定；所述高頻脈沖電源的輸入端通過所述直流電源連接至所述陽極；所述陰極與所述陽極相對設置，通過在所述陰極與所述陽極之間施加高壓，使得工作氣體放電，產生激光。

更進一步地，所述陰極為針狀，所述陽極為板狀。

更進一步地，所述鎮(zhèn)流電阻的個數(shù)等于所述陰極的個數(shù)，均為多個。使用了多排串聯(lián)了鎮(zhèn)流電阻的針裝陰極和板狀陽極，并且針狀陰極是通過穿過絕緣板固定。使用了適當氣壓和比例的CO₂工作氣體通過針板電極時，通過在針板電極之間加高壓使其產生均勻輝光放電，產生激光。

更進一步地，所述陰極與所述陽極之間的距離為10mm-50mm。

更進一步地，所述板狀陽極通過水冷卻。

本實用新型使用了直流電源疊加高頻脈沖電源作為激勵，在針板電極之間加上合適的電壓可以使得其間的工作氣體放電，產生激光；通過改變高頻電壓的幅值來對激光輸出進行調制。使用了直流疊加高頻脈沖電源替代了傳統(tǒng)的直流電源，避免了弧光放電，可以獲得大體積穩(wěn)定的輝光放電，并且可以控制輸出光功率。解決傳統(tǒng)直流電源激勵產生的大體積弧光放電，不能對輸出光功率進行調制的技術問題。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的CO₂氣體激光器激勵裝置的結構示意圖；

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：1為直流電源、2為高頻脈沖電源、3為鎮(zhèn)流電阻、4為針狀陰極、5為絕緣板、6為陽極、7為工作氣體。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

本實用新型的目的在于提供一種新型的CO₂激勵方式，使用了直流疊加脈沖電源，該方式解決了傳統(tǒng)直流電源激勵產生的大體積弧光放電，不能對輸出光功率進行調制的問題。

本實用新型提供的CO₂氣體激光器激勵裝置是一種直流疊加脈沖激勵放電裝置，包括：直流電源1、高頻脈沖電源2、鎮(zhèn)流電阻3、針狀陰極4、絕緣板5、陽極6、工作氣體7；工作時，直流電源1和高頻脈沖電源2構成的直流疊加高頻脈沖電源給針狀陰極4和陽極6之間加高壓使工作氣體7放電，產生激光。

本實用新型在針板電極之間加上合適的電壓可以使得其間的工作氣體放電，產生激光。本實用新型使用了直流疊加高頻脈沖電源替代了傳統(tǒng)的直流電源，避免了弧光放電，可以獲得大體積穩(wěn)定的輝光放電，并且可以控制輸出光功率。

在本實用新型中，直流電源1可以為3000V；高頻脈沖電源2可以為300kHz，1200V。

在本實用新型中，在針狀陰極上串聯(lián)鎮(zhèn)流電阻，保護設備，并且鎮(zhèn)流電阻通過穿過絕緣板固定。

在本實用新型中，陽極使用水冷，使陰極和陽極保持適當?shù)拈g距。

在本實用新型中，使用適當氣壓和比例的CO₂工作氣體，達到最佳放電效果。

下面結合附圖對本實用新型的具體實施過程作進一步說明，該說明只用于幫助理解本實用新型，但并不對其構成限定。另外，下面涉及到的數(shù)值均為參考值。

裝置使用三排針狀陰極4和板狀陽極6，陰極上串聯(lián)10kΩ的鎮(zhèn)流電阻3，并且固定在絕緣板5上，陽極通過水冷，陰極和陽極的間距調到30mm。在陰極和陽極間充入氣壓12kPa、He：N₂：CO₂＝20：8：1的工作氣體。在陰極和陽極兩端施加由3000V的直流電源1和1200V、頻率300kHz的高頻脈沖電源2疊加的激勵，使得工作氣體7放電，產生激光。另外，可以通過改變高頻電壓的幅值來對激光輸出進行調制。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。