高功率氣體激光器用放電管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高功率氣體激光器用放電管。
【背景技術(shù)】
[0002]放電管是高功率氣體激光器的重要部件，其與安裝在兩端的電極組成放電結(jié)構(gòu)，工作時氣體由循環(huán)風(fēng)機帶動快速通過放電管，放電管兩端的電極產(chǎn)生高壓電場，工作氣體在腔內(nèi)發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生增益介質(zhì)，在多組放電管及鏡片共同組成的諧振腔內(nèi)一部分能量產(chǎn)生激光輸出，另一部分產(chǎn)生熱量釋放。放電管內(nèi)工作氣體的流量、增益物質(zhì)的均勻性以及氣體的湍流狀況的均勻性決定了激光的光束、激光器的穩(wěn)定性以及激光功率的大小。
[0003]目前常見的放電管包括直管放電管、十字形放電管以及鼓包形放電管。
[0004]圖1所示為直管放電管結(jié)構(gòu)，氣體由氣體入口進入放電管，在直管段放電工作，最后由出口排除，直管結(jié)構(gòu)的氣體入口也即湍流孔。在實際使用中直管放電管能夠產(chǎn)生均勻的湍流，放電管放電效果較好，但是其氣體流量較小，通常要提高氣體流量必須增加入口直徑，但是隨著入口孔徑的增加放電管的放電效果會越來越差，到一定孔徑時會破壞放電。
[0005]圖2所示為十字形放電管，為了解決直管氣流量小的問題，將放電管改良成十字形，氣體由進氣口進入放電管，經(jīng)由十字結(jié)構(gòu)氣體換向進入直管段放電工作，最后由出口排出，通常在進氣結(jié)構(gòu)和十字結(jié)構(gòu)中間設(shè)計湍流孔。在實際應(yīng)用中直管放電管能夠提高氣體流量，但是直管段的氣體湍流狀態(tài)不佳，容易引起放電不穩(wěn)定。
[0006]圖3、4所示的鼓包型放電管氣體由進氣口進入放電管，經(jīng)由鼓包結(jié)構(gòu)氣體換向進入直管段放電工作，最后由出口排出，通常在進氣結(jié)構(gòu)和鼓包結(jié)構(gòu)中間設(shè)計湍流孔。在實際使用中合理設(shè)計鼓包的結(jié)構(gòu)能夠使得氣體在直管段內(nèi)形成均勻的湍流結(jié)構(gòu)且氣體流量較大。但是此種放電管加工過程較為復(fù)雜，玻璃熱加工的工藝特性不能夠很好的保持放電管鼓包尺寸的一致性，且通過擴大湍流孔的方式增加氣體流量到一定程度后，氣體放電效果隨湍流孔的增大而急速變差，影響機器的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對以上現(xiàn)有氣體放電管中存在的:氣體流量小，湍流均勻性差，放電管一致性差的問題，提供了一種高功率氣體激光器用放電管，其具有氣體流量大，湍流均勻、充分、有效，放電管一致性好的特點，能夠保證激光器的放電穩(wěn)定性、提高激光器激光功率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種高功率氣體激光器用放電管，其包括垂直進氣管、擾流管、直管以及渦輪管，所述擾流管的一端封閉，內(nèi)徑大于直管外徑，所述進氣管的一端部通過擾流管的側(cè)壁與擾流管連通，所述擾流管與渦輪管的端部密封連接并相互連通，所述直管由擾流管的封閉端穿過擾流管，所述渦輪管連接直管的部分內(nèi)壁上沿其端部延伸至內(nèi)開有螺旋設(shè)置的槽，所述直管由擾流管穿出后進入渦輪管，直管的外壁與槽的凸出部分緊密配合，所述槽的末端與一氣體導(dǎo)流機構(gòu)連通，所述氣體導(dǎo)流機構(gòu)將氣體由直管的端部導(dǎo)流至直管內(nèi)，在直管位于擾流管內(nèi)的部分的側(cè)壁上設(shè)有進氣孔，正對進氣孔的擾流管管壁上封裝有陽極針，在直管的端部設(shè)有陰極環(huán)；所述直管的進氣孔、進氣管以及擾流管共同形成放電管的擾流結(jié)構(gòu)，所述渦輪管的槽以及氣體導(dǎo)流機構(gòu)形成渦輪結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，所述氣體導(dǎo)流機構(gòu)為一導(dǎo)流鉤，導(dǎo)流鉤上具有朝向直管的弧形導(dǎo)流片。
[0009]優(yōu)選地，所述弧形導(dǎo)流片的下端部到直管端部之間的距離為4-7_。
[0010]對上述技術(shù)方案的進一步改進為，所述渦輪管包括依序設(shè)置的同外徑的第一段管、內(nèi)徑大于第一段管的第二段管以及內(nèi)徑小于第二段管的第三段管，所述槽設(shè)于第一段管的內(nèi)壁上。
[0011]對上述技術(shù)方案的進一步改進為，所述渦輪管設(shè)有槽的一端還具有一外徑小于渦輪管外徑的連接管，連接管與擾流管嵌套配合。
[0012]優(yōu)選地，所述螺旋設(shè)置的槽寬度為2_3mm。
[0013]優(yōu)選地，所述螺旋設(shè)置的槽高度為其寬度的1-3倍。
[0014]優(yōu)選地，所述槽的螺旋角度為30-70度。
[0015]優(yōu)選地,所述進氣孔直徑為12_14mm。
[0016]優(yōu)選地，所述擾流管內(nèi)徑尺寸為擾流管內(nèi)部長度的1-2倍。
[0017]優(yōu)選地，所述直管用玻璃制成，所述擾流管、渦輪管以及垂直進氣管用金屬制成。
[0018]本發(fā)明所述的高功率氣體激光器用放電管，其有益效果為:
(一)在放電管結(jié)構(gòu)中存在兩個湍流結(jié)構(gòu)，湍流進氣孔及渦輪結(jié)構(gòu)同時進氣，極大的增加了放電管內(nèi)的氣體流量，氣體流量可以極限提高20%~40%，增加了放電管放電區(qū)域即直管部分的氣體流速，有效的降低了氣體溫度，增加放電穩(wěn)定性。
[0019](二)放電管的渦輪結(jié)構(gòu)強制的行成對稱的氣體旋流，與繞流結(jié)構(gòu)、湍流孔配合在放電區(qū)域形成均勻的湍流，增加放電穩(wěn)定性。
[0020](三)放電管結(jié)構(gòu)采用分體制造的方式，其中放電管直管采用玻璃結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可以完全采用冷加工的方式完成，避免了如十字放電管、鼓包放電管機構(gòu)所采用的玻璃管焊接工藝，能夠很好的保證玻璃管的一致性，擾流結(jié)構(gòu)、渦輪結(jié)構(gòu)均采用金屬材料，進一步保證放電管結(jié)構(gòu)的一致性。
[0021](四)各方綜合作用提高了激光器的放電穩(wěn)定性及激光功率。
【附圖說明】
[0022]圖1是現(xiàn)有的直管放電管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是十字形放電管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3、4是鼓包型放電管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明實施例高功率氣體激光器用放電管正面外部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明實施例高功率氣體激光器用放電管俯視圖；
圖7是本發(fā)明實施例高功率氣體激光器用放電管B-B剖視圖；
圖8是圖7中A處的局部放大圖；
圖9是本發(fā)明實施例高功率氣體激光器用放電管渦輪管中的槽與氣體導(dǎo)流機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中: 1、垂直進氣管；2、擾流管；3、直管；31、進氣孔；4、渦輪管；41、槽；42、第一段管；43、第二段管；44、第三段管；45、連接管；5、陽極針；52、針座；6、氣體導(dǎo)流機構(gòu)；61、弧形導(dǎo)流片。
【具體實施方式】
[0024]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0025]實施例:
請參照圖5、6，本發(fā)明所述的高功率氣體激光器用放電管，其包括垂直進氣管1、擾流管2、直管3以及渦輪管4，直管3使用玻璃制成，垂直進氣管1、擾流管2以及渦輪管4采用金屬材料制成。
[0026]請參照圖7，擾流管2的一端封閉，內(nèi)徑大于直管3的外徑，進氣管I的一端部通過擾流管2的側(cè)壁與擾流管2垂直連通，氣體從進氣管I進入擾流管2內(nèi)。為使擾流管2能夠高效地工作，擾流管2內(nèi)徑尺寸