專利名稱：金屬蒸汽激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于氣體激光器，更具體地說是屬于金屬蒸汽激光器，這種激光器是利用某些金屬原子(如金、銅)的不同激發(fā)態(tài)之間發(fā)生的激光躍遷工作的一種氣體激光器。
現(xiàn)有技術(shù)中，金屬蒸汽激光器是單層絕熱結(jié)構(gòu)形式，在氧化鋁陶瓷放電管外層加有陶瓷纖維絕熱層，然而，由于金屬熔點(diǎn)高，為了達(dá)到所要求的蒸汽壓，放電管中的工作溫度多在1300－1600℃，甚至高達(dá)1600℃以上，而在這樣高的工作溫度下，絕熱層中的陶瓷纖維極容易逐漸老化，一老化即會(huì)影響到激光器件性能退化，所以在一般情況下，為了延遲激光器件性能的退化，總是通過加大(厚)絕熱部分組成，而使得激光器體積較龐大，同時(shí)也給設(shè)計(jì)工作帶來困難。
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型任務(wù)是提供一種小體積、高效率、長壽命、能提供高工作溫度的金屬蒸汽激光器。
本實(shí)用新型解決方案是采用雙層真空絕熱結(jié)構(gòu)，外絕熱層用陶瓷纖維進(jìn)行真空絕熱，內(nèi)絕熱層采用高熔點(diǎn)金屬箔和耐高溫陶瓷纖維相間構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，兩個(gè)絕熱層之間密封及絕熱層和大氣之間的密封由法蘭盤和O型墊圈實(shí)現(xiàn)，在O型墊圈附近通冷卻水，以保護(hù)墊圈。同時(shí)，為了能使在高溫下的陶瓷管有較長的壽命，在內(nèi)陶瓷管內(nèi)插一個(gè)陶瓷襯管作為限制工作物質(zhì)管。按這樣構(gòu)成的激光器大大提高了絕熱層的絕熱效果，延長了陶瓷管的使用壽命，又由于絕熱效果好，減小了絕熱層厚度，使構(gòu)成的激光器體積較小，達(dá)到工藝簡單和造價(jià)低廉之目的。
下面通過附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。


圖1是本實(shí)用新型構(gòu)件總裝圖圖2是圖1的A－A剖面圖參照附圖，本實(shí)用新型由布儒斯特窗口片(1)，布儒斯特窗口架(2)，惰性氣體進(jìn)口(3)，惰性氣體出口(4)，電極座(5)，電極(6)，外管(7)，內(nèi)管(8)，內(nèi)襯管(9)，外絕熱層(10)內(nèi)絕熱層(11)，冷卻水進(jìn)口(12)，冷卻水出口(13)，外絕熱層氣體抽出口(14)，法蘭盤(15)－(17)，墊圈(18)－(21)，以及螺栓(22)組成，金屬顆粒(23)布放在內(nèi)襯管(9)內(nèi)。外管(7)兩端插放在法蘭盤(16)的凹槽(161)中，內(nèi)管(8)兩端插放在法蘭盤(17)的凹槽(171)中，內(nèi)襯管(9)套插在內(nèi)管(8)內(nèi)，法蘭盤按(15)、(16)、(17)順序用多個(gè)螺栓(22)固定在一起，并且在法蘭盤(15)和(16)及(16)和(17)之間設(shè)有橡膠墊圈(18)和(19)，起密封作用。為防止橡膠墊圈(19)老化，在法蘭盤(17)上設(shè)有冷卻水的進(jìn)、出管道(12)和(13)。上述的外管(7)和內(nèi)管(8)之間的外絕熱層(10)填充絕熱材料陶瓷纖維(101)，同時(shí)在法蘭盤(16)上設(shè)有與外絕熱層(10)相通的外絕熱層氣體抽出口(14)，用以對外絕熱層(10)進(jìn)行抽真空。上述的內(nèi)管(8)和內(nèi)襯管(9)之間采用多層的由鉬箔(111)和高工作溫度陶瓷氧化鋁纖維(112)相間組成的內(nèi)絕熱層(11)。該構(gòu)成的好處一是金屬箔可以對熱幅射起層蔽作用，二是耐高溫的氧化鋁纖維又可以大大減少由氣體的傳導(dǎo)和對流所引起的熱散失，使得構(gòu)成的內(nèi)絕熱層(11)由內(nèi)到外逐層降溫隔熱，延長了陶瓷纖維(112)的使用壽命，又使得內(nèi)管(8)的溫度也大大降低；其次，又由于外絕熱層是抽真空絕熱，氣體熱傳導(dǎo)大大減弱，幾乎接近于零，而其間塡充的陶瓷纖維又進(jìn)一步提高了絕熱性能。上述的法蘭盤(17)與布儒斯特窗口(2)之間采用螺栓固定聯(lián)接，其間設(shè)有橡膠墊圈(20)密封，在法蘭盤(17)上還設(shè)有惰性氣體的進(jìn)、出通道(3)和(4)，惰性氣體由進(jìn)口(3)進(jìn)入內(nèi)襯管(9)，氣體出口(4)與真空泵相連，氣壓可由調(diào)整閥控制調(diào)節(jié)。上述的電極座(5)固定在法蘭盤(17)上，電極(6)采用鉭片卷成，并固定在電極座(5)內(nèi)，布儒斯特窗口片(1)的K9玻璃片用橡膠墊圈(21)密封。這種可拆卸結(jié)構(gòu)使得重新添加工作物質(zhì)和維護(hù)器件較方便，整個(gè)器件可以在二個(gè)小時(shí)內(nèi)拆裝一次，本實(shí)用新型的工作特性是這樣的，設(shè)定其工作體積為φ15×500mm，諧振腔由曲率半徑為4m的多層介質(zhì)膜全反射鏡和石英平片組成，兩者間距離為2m，緩沖氣體用氖氣，最佳氖氣壓強(qiáng)在15Torr左右，工作物質(zhì)選用金顆粒，經(jīng)測定得出工作時(shí)氖氣的消耗量小于10Torr·L／min(0.013atm·L／min)。金的消耗量按出光時(shí)間計(jì)算小于0.1g／hr，在87Cm3的工作體積中得到最大光輸出功率為1.5w，相應(yīng)的功率密度17.2mw／Cm3，運(yùn)行可靠。
權(quán)利要求1.一種高工作溫度的金屬蒸汽激光器，其構(gòu)成包括窗口片(1)，窗口架(2)，橢性氣體進(jìn)口(3)，橢性氣體出口(4)，電極座(5)，電極(6)，外管(7)，內(nèi)管(8)，以及法蘭盤，螺栓，橡膠墊圈，本實(shí)用新型特征在于還包括一個(gè)套插在內(nèi)管(8)內(nèi)的內(nèi)襯管(9)，外管(7)兩端插放在法蘭盤(16)的凹槽(161)中，內(nèi)管(8)兩端插放在法蘭盤(17)的凹槽(171)中，窗口架(2)用螺栓(22)固定在法蘭盤(17)上，法蘭盤(15)、(16)、(17)按順序用多個(gè)螺栓(22)固定在一起，法蘭盤(15)和(16)及(16)和(17)之間設(shè)有橡膠墊圈(19)、(20)，上述的外管(7)和內(nèi)管(8)之間有外絕熱層(10)，內(nèi)管(8)和內(nèi)襯管(9)之間有內(nèi)絕熱層(11)，金屬顆粒(23)布放在內(nèi)襯管(9)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于外絕熱層(10)用陶瓷纖維(101)真空絕熱，內(nèi)絕熱層(11)采用多層由高熔點(diǎn)金屬箔和耐高溫的氧化鋁陶瓷纖維相間絕熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于法蘭盤(17)上設(shè)有冷卻水的進(jìn)、出管道(12)和(13)。
專利摘要一種高工作溫度的金屬蒸汽激光器，其構(gòu)成采用雙真空絕熱層結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)是在內(nèi)管中套插一個(gè)內(nèi)襯管，內(nèi)襯管用以布放金屬顆粒，在外管與內(nèi)管之間有一個(gè)填充陶瓷纖維的外絕熱層，在內(nèi)襯管和內(nèi)管之間有一個(gè)采用多層由金屬箔和耐高溫的氧化鋁陶瓷纖維相間組成做絕熱材料的內(nèi)絕熱層。這樣構(gòu)成大大提高了絕熱效果。延長了陶瓷管和工作管的使用壽命，使得體積也較小。同時(shí)，器件布儒斯特窗口可方便拆卸，這對于重新添加工作物質(zhì)和維護(hù)器件都提供了方便。
文檔編號H01S3/02GK2063704SQ8822162
公開日1990年10月10日 申請日期1988年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月27日
發(fā)明者蔡柏齡, 林祥達(dá), 李鋒 申請人:福建省測試技術(shù)研究所