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9.3μm波長(zhǎng)激光的制備方法

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9.3μm波長(zhǎng)激光的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種激光的制備方法,特別是涉及9. 3 μ m波長(zhǎng)激光的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 二氧化碳激光器是以二氧化碳?xì)怏w作為工作物質(zhì)的氣體激光器。封離型射頻激勵(lì) 擴(kuò)散冷卻板條波導(dǎo)CO 2激光器是一種常見(jiàn)的商用激光器,其功率范圍在數(shù)瓦到數(shù)千瓦,并且 具有結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,工作頻率易于調(diào)制,免維護(hù)等眾多優(yōu)點(diǎn),在激光加工中得到了廣泛 的應(yīng)用。其放電電極由兩片平行放置的金屬板條構(gòu)成,兩板條間距一般幾毫米,一側(cè)板條連 接射頻電源,一側(cè)板條接地放電發(fā)生在兩板條之間。板條和激光腔鏡固定安裝在密封的金 屬外殼中,激光由金屬外殼上的窗口輸出。金屬板條和密封外殼一般采用鋁材質(zhì)。在金屬 密封殼內(nèi)充上二氧化碳工作氣體,包括CO 2氣體,N 2, He。注入射頻功率,激勵(lì)二氧化碳工作 氣體放電,就可以輸出二氧化碳激光。
[0003] 自然界中豐度最高的二氧化碳?xì)怏w為12C16O2,其躍迀最強(qiáng)的譜線中心波長(zhǎng)為 10. 6 μ m〇 一般二氧化碳激光器的輸出波長(zhǎng)為10. 6 μ m。
[0004] 對(duì)于計(jì)算機(jī)、通訊產(chǎn)品及電子產(chǎn)品等的非金屬材料的高精度切割、打孔、標(biāo)記, 采用單光子能量更高波長(zhǎng)為9. 3 μπι的激光,可以得到更加精細(xì),美觀的效果。目前制備 9. 3 μπι波長(zhǎng)激光有兩種方式,一種方式為采用光柵進(jìn)行譜線選支,另外一種方法是利用 腔鏡的鍍膜進(jìn)行譜線選支。使用光柵進(jìn)行譜線選支的不足是光柵屬于高精密器件,成本 比較高且容易損壞,一般不用于商用激光器。另外一種腔鏡選支的方法需要通過(guò)鍍膜把 10. 2 μ m,10. 6 μ m,9. 6 μ m抑制住,產(chǎn)生9. 3 μ m波長(zhǎng)的激光。具體而言,就是把腔鏡的反射 膜層對(duì)于10. 2 μ m、10. 6 μ m、9. 6 μ m波長(zhǎng)的反射率足夠低,而對(duì)于9. 3 μ m波長(zhǎng)的反射率大 于99. 9%腔鏡選支的方法,對(duì)腔鏡的鍍膜技術(shù)和工藝要求非常高,腔鏡的造價(jià)非常高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此,有必要提供一種能夠成本較低的9. 3 μ m波長(zhǎng)激光的制備方法。
[0006] 一種9. 3 μ m波長(zhǎng)激光的制備方法,包括以下步驟:
[0007] 在二氧化碳激光器的放電管內(nèi)充入12C1802、N 2、He的混合氣體,調(diào)整放電管內(nèi)的氣 壓,并滿足以下關(guān)系,I :1 :6〈P(12C1802) !P(N2) :P(He)〈l :1 :9 ;其中,P(12C18O2)為 12C18O2的氣 壓大小,P(N2)為N 2的氣壓大小,P(He)為He的氣壓大??;
[0008] 充入輔助氣體Xe,氣壓滿足如下關(guān)系:3% <P (Xe) : (P (12C18O2) +P (N2) +P ( He))〈10 %;其中,P (12C18O2)為12C18O 2的氣壓大小,P (N2)為N2的氣壓大小,P (He)為He的氣 壓大小,P (Xe)為Xe的氣壓大??;
[0009] 注入射頻功率,兩板條間的氣體放電;
[0010] 激發(fā)生成9. 3 μπι波長(zhǎng)的激光,9. 3 μπι波長(zhǎng)的激光從密封放電管的窗口輸出。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述放電管的總氣壓P總滿足,80托SP總< 150托。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述放電管內(nèi)還充有12C16O 2氣體,并且12C18O2氣體與12C 16O2 氣體的氣壓比滿足:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種9. 3ym波長(zhǎng)激光的制備方法,包括以下步驟: 在二氧化碳激光器的放電管內(nèi)充入12C1802、N2、He的混合氣體,調(diào)整放電管內(nèi)的氣壓,并 滿足以下關(guān)系,1 :1 :6〈P(12C1802) :P(N2) :P(He)〈l:1 :9 ;其中,P(12C1802)為 12(:1802的氣壓大 小,P(N2)為N2的氣壓大小,P(He)為He的氣壓大?。? 充入輔助氣體Xe,氣壓滿足如下關(guān)系:3% <P(Xe) :(P(12C1802)+P(N2)+P(He))〈10% ;其 中,P(12C1802)為12C1802的氣壓大小,P(N2)為隊(duì)的氣壓大小,P(He)為He的氣壓大小,P(Xe) 為Xe的氣壓大??; 注入射頻功率,兩板條間的氣體放電; 激發(fā)生成9. 3ym波長(zhǎng)的激光,9. 3ym波長(zhǎng)的激光從密封放電管的窗口輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長(zhǎng)激光的制備方法,其特征在于,所述放電管的總 氣壓P,&滿足,80托彡P(guān),&彡150托。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長(zhǎng)激光的制備方法,其特征在于,所述放電管內(nèi)還 充有12C1602氣體,并且12C1802氣體與12C1602氣體的氣壓比滿足:
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長(zhǎng)激光的制備方法,其特征在于,在所述輸出 9. 3ym波長(zhǎng)的激光光束的步驟中,所述二氧化碳激光器的諧振腔包括第一全反射鏡及用于 輸出激光光束的第二全反射鏡,所述第一全反射鏡與所述第二全反射鏡相對(duì)設(shè)置,所述第 一全反射鏡及第二全反射鏡對(duì)于9. 3ym的反射率R9.399%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的9. 3ym波長(zhǎng)激光的制備方法,其特征在于,所述第二全反射 鏡的長(zhǎng)度小于所述第一全反射鏡的長(zhǎng)度,從所述第一全反射反射過(guò)來(lái)的9. 3ym波長(zhǎng)激光 光束的寬度大于所述第二全反射鏡的長(zhǎng)度,位于邊緣的9. 3ym波長(zhǎng)激光光束從所述第二 全反射鏡的一側(cè)射出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的9. 3ym波長(zhǎng)激光的制備方法,其特征在于,所述第二全反射 鏡的長(zhǎng)度等于所述第一全反射鏡的長(zhǎng)度,所述第二全反射鏡開(kāi)設(shè)有輸出窗口,9. 3ym波長(zhǎng) 激光光束從所述輸出窗口射出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長(zhǎng)激光的制備方法,其特征在于,在所述輸出 9. 3ym波長(zhǎng)的激光光束的步驟中,所述二氧化碳激光器的諧振腔包括全反射鏡及半透鏡, 所述全反射鏡及所述半透鏡相對(duì)設(shè)置,所述全反射鏡對(duì)于9. 3ym的反射率R9.3_> 99%, 所述半透鏡的反射率中心波長(zhǎng)為9. 3ym,且所述半透鏡對(duì)波長(zhǎng)為9. 3ym的激光的反射率 大于等于所述半透鏡對(duì)波長(zhǎng)為10. 6ym的激光的反射率R1(l.6llm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的9. 3ym波長(zhǎng)激光的制備方法,其特征在于,所述二氧化碳激 光器為封離型二氧化碳激光器。
【專(zhuān)利摘要】一種9.3μm波長(zhǎng)激光的制備方法包括以下步驟:在二氧化碳激光器的放電管內(nèi)充入12C18O2、N2、He的混合氣體,調(diào)整放電管內(nèi)的氣壓,滿足1:1:6<P(12C18O2):P(N2):P(He)<1:1:9;充入輔助氣體Xe,氣壓滿足:3%<P(Xe):(P(12C18O2)+P(N2)+P(He))<10%。注入射頻功率,兩板條間的氣體放電;激發(fā)生成9.3μm波長(zhǎng)的激光,并從密封放電管的窗口輸出。上述9.3μm波長(zhǎng)激光的制備方法降低制備9.3μm波長(zhǎng)激光的成本。并且通過(guò)合理控制放電管內(nèi)的氣壓,使上述9.3μm波長(zhǎng)激光的制備方法的生產(chǎn)效率較高。
【IPC分類(lèi)】H01S3-036, H01S3-223
【公開(kāi)號(hào)】CN104779512
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510136612
【發(fā)明人】張鵬, 任寧, 林守利, 徐錦忠, 朱偉林, 李志 , 高云峰
【申請(qǐng)人】大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日
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