專利名稱:無水冷卻氣體激光器的制作方法
本實(shí)用新型屬激光技術(shù)領(lǐng)域：
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眾所周知，氣體激光器是一種常見的激光器件，工作時，它會放出大量的熱量，不及時排走這些熱量，對某些氣體激光器(如CO2、CO、Aγ激光器)是不充許的。目前，廣泛使用流動水冷卻氣體激光器，即水冷氣體激光器。
水冷氣體激光器有如下缺點(diǎn)1、工作不方便，因激光器工作時需要水冷，在缺水場合，此類激光器就無法工作。2、工作不安全。激光器工作時，若未及時通水冷卻或供水突然中斷，都會引起激光器炸裂。3、需要一定的冷卻費(fèi)用及附加裝置。
為了克服上述缺點(diǎn)，人們對氣體激光器實(shí)現(xiàn)無水冷卻工作進(jìn)行了大量地研究探討，但至今未見到此項(xiàng)工作成功的公開報(bào)道。
本實(shí)用新型的目的是提出一種具有實(shí)用價值的無水冷卻氣體激光器，使它方便、有效、安全地使用于各種場合。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的無水冷卻氣體激光器包括冷卻裝置和由放電管(5)、兩腔鏡(3)、(4)組成的激光管，其技術(shù)關(guān)鍵是使用熱管裝置作為激光器的冷卻裝置。它的基本構(gòu)造如下放電管(5)、散熱管(6)和毛細(xì)材料(7)以及工作液體構(gòu)成了熱管裝置。放電管作為熱管裝置的熱端，散熱管作為熱管裝置的冷端，毛細(xì)材料附在放電管外壁和散熱管的內(nèi)壁上，工作液體裝在熱管裝置中，使其浸濕毛細(xì)材料。整個熱管裝置實(shí)現(xiàn)真空密封。
熱管裝置中，放電管(熱端)與散熱管(冷端)的相對位置采用偏心結(jié)構(gòu)或同心結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用偏心結(jié)構(gòu)時可以加大相變面積，減小工作液體。
工作液體選用乙醇溶液、丙酮溶液及離子水。一般說來，雖然水有利于傳導(dǎo)大功率，但熱平衡時間較長，加入乙醇或丙酮溶液后，可以有效地縮短激光管穩(wěn)定的工作時間，同時由于丙酮或乙醇?xì)饣瘻囟鹊停欣诮档凸ぷ饕后w的溫度，因而也所以提高激光器的功率。
毛細(xì)材料可根據(jù)工作液體的濕潤性選用高目數(shù)的金屬絲網(wǎng)，如銅絲網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)、鈦絲網(wǎng)，還可選用玻璃纖維或鎳?yán)w維。
散熱管由導(dǎo)熱性能好的金屬材料制成，其材料根據(jù)與工作液體的相容性選用銅、鎳或不銹鋼。
按熱管工作原理，當(dāng)放電管受熱時，附在放電管管壁上的毛細(xì)材料中的工作液體就蒸發(fā)，蒸氣流向散熱管管壁，受到冷卻使蒸氣凝結(jié)成液體，液體靠毛細(xì)力的作用回到放電管管壁上的毛細(xì)材料中。如此循環(huán)，熱量由放電管傳到散熱管上，再由散熱管傳到周圍的空氣中。這樣就滿足了放電管的散熱要求，達(dá)到了無水冷卻的目的。
采用上述冷卻裝置的氣體激光器，實(shí)現(xiàn)了無水情況下的正常工作，這樣的氣體激光器既使用方便，又安全可靠，并且與水冷氣體激光器比較，還降低了冷卻費(fèi)用，減少了附加裝置。
下面結(jié)合附圖1、附圖2所表示的實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
附圖1為未焊有散熱片的無水冷卻氣體激光器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中(1)為陽極、(2)為陰極、(3)為全反射鏡、(4)為輸出鍺平面鏡、(5)為放電管、(6)為散熱管、(7)為毛細(xì)材料、(8)、(9)為散熱管與放電管的封接處。
附圖2為無水冷卻氣體激光器冷卻裝置幾種不同結(jié)構(gòu)的端面示意圖。
圖中(5)為放電管、(6)為散熱管、(7)為毛細(xì)材料。
在附圖1中，放電管(5)外壁和散熱管(6)內(nèi)壁附有毛細(xì)材料銅絲網(wǎng)(7)。散熱管(6)是用銅片制成的圓管，散熱管與放電管封接處(8)、(9)采用可伐匹配封接，以保證不同材料封接的密封性能，之后再對冷卻裝置進(jìn)行真空排氣，達(dá)到真空度10－3至10－4mmg后充入容積比為82的離子水加丙酮的溶液，并進(jìn)行真空密封。這里，散熱管(6)與放電管(5)的相對位置采用偏心結(jié)構(gòu)。
全反射鏡(3)為R＝100mm的凹面鏡，鍺平面鏡(4)鍍有增透膜與增反膜，其透過率為14～16％，腔鏡(3)、(4)是將做成的激光管管殼架在光具座上，在平行光管的監(jiān)視下磨貼的。磨貼好的管子先抽真空，當(dāng)極限真空達(dá)到10－5mmg時分別充入CO2、CO、He和Xei四種氣體，其配方為1180.1，總氣壓32乇。老煉四小時再重新充氣，待出光功率達(dá)到額定值以上時封密。即制成如圖1所示的激光器。
根據(jù)不同的實(shí)際需要，熱管裝置中散熱管本身的結(jié)構(gòu)，以及作為冷端的散熱管與作為熱端的放電管相對位置亦有幾種不同的結(jié)構(gòu)。附圖2中例出了(a)、(b)、(c)、(d)四種不同結(jié)構(gòu)的端面圖。其中(a)為散熱管是梯形管的偏心結(jié)構(gòu)，(b)為散熱管是圓管的同心結(jié)構(gòu)，(c)為散熱管是圓管的偏心結(jié)構(gòu)，(d)為散熱管是矩形管的同心結(jié)構(gòu)。
當(dāng)需要排出的熱量較大時，可在散熱管外壁焊上散熱片。
權(quán)利要求
1.一種無水冷卻氣體激光器，它是由冷卻裝置和由放電管(5)、兩腔鏡(3)、(4)組成的激光管構(gòu)成，其特征在于所述的冷卻裝置為一熱管裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的激光器，其特征在于所述的熱管裝置是由作為熱端的放電管(5)、作為冷端的散熱管(6)和附在放電管外壁、散熱管內(nèi)壁的毛細(xì)材料(7)以及浸濕在毛細(xì)材料中的工作液體所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的激光器，其特征在于熱管裝置中熱端與冷端的相對位置為偏心結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的激光器，其特征在于熱管裝置中熱端與冷端的相對位置為同心結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3或4所述的激光器，其特征在于所述的散熱管為金屬片制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的激光器，其特征在于所述的散熱管為圓管或梯形管、或矩形管。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的激光器，其特征在于散熱管與放電管封接處(8)、(9)使用可伐封接。
8.據(jù)據(jù)權(quán)利要求
2所述的激光器，其特征在于所述的毛細(xì)材料為金屬絲網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的激光器，其特征在于所述的工作液體為離子水或丙酮溶液、或乙醇溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的激光器，其特征在于所述的熱管裝置外焊有散熱片。
專利摘要
一種無水冷卻氣體激光器，其冷卻裝置是一熱管裝置，它是由作為熱端的放電管、冷端的散熱管以及工作液體、毛細(xì)材料組成。根據(jù)不同需要，熱管裝置中熱端與冷端的相對位置采用偏心結(jié)構(gòu)或同心結(jié)構(gòu)，散熱管本身亦選用圓管、梯形管、矩形管，工作液體選用離子水或一定容積比的離子水加乙醇或加丙酮溶液。毛細(xì)材料選用高目數(shù)的金屬絲網(wǎng)以及玻璃纖維或鎳?yán)w維。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了氣體激光器的無水冷卻，具有工作方便、安全可靠、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01S3/04GK86209434SQ86209434
公開日1987年7月22日 申請日期1986年11月19日
發(fā)明者王瑞峰, 張曉軍, 任文華 申請人:成都電訊工程學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan