[發明專利]石英捆綁式二氧化碳激光器

無效

• 申請號: 200610080753.3
• 申請日: 2006-05-16
• 公開（公告）號: CN101075724A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 徐海軍
• 申請（專利權）人: 徐海軍
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/02;H01S3/038
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明是一種緊湊型、高穩定性、大功率的封離型二氧化碳激光器，可應用激光切割、焊接等領域。

背景技術：在當前大功率的激光加工設備中，均采用氣體流動方式，但其體積大，運行成本高，開機操作復雜。查中國專利公開號CN2190358Y，其名稱為桁架式石英管折疊氣體激光器，它是這樣示意描述：一種桁架式石英管折疊氣體激光器，包括帶有安裝機構的左支架和右支架，其特征在于若干根石英放電管依次折疊且經連通光路的反光鏡首尾相接，所述各石英放電管在靠近其兩端的部位用微膨脹材料之支架將所述石英放電管連結構成剛性桁架，由此構成的激光器石英放電管一端為貼有輸出鏡的輸出窗口而另一端有諧振腔反射鏡。該激光器雖然能出一定功率，但體積還是很大，在相同材料下體積結構越大膨脹尺寸越大，那穩定性就越差。查中國專利公開號ZL200320103522.1，其名稱為中功率二氧化碳激光管，其特征是將多根放電管首尾用U、N、V等各種方式相連后置于儲氣管中，這種激光管看起來體積小，但是一個儲氣管內很難安裝更多的放電管，所以功率有限，并且制造不容易。查中國專利公開號ZL200420121912.6，其名稱為中功率二氧化碳激光管，它和專利公開號ZL200320103522.1的區別是把放電管拿到儲氣管的外面放置，起缺點是放電管之間的中間部分是用圓形的儲氣管曲線連接，放電管之間的另一頭是用光路彎頭直線連接上的，雖然用的是同一種材料，但在同兩條光路之間在不同位置采用不同的連接方式，那么在溫度的作用下會產生兩條光路之間非平行的膨脹移位，這顯然不符合光的柜形傳播原因，這種情況在溫度比較穩定，放電管較短，功率要求不高的情況下影響可能不很明顯，但當溫度變化大，功率要求高放電管長時，將會十分明顯影響功率的輸出。另外它們均采用同軸電極放置，電極的濺射直接破壞了放射鏡的反射率，從而降低了使用壽命?，F在國外生產的采用射頻激勵技術的二氧化碳激光器，雖然機構緊湊，壽命長，但價格高，服務費用高，而且全金屬結構重量也比較重。

發明內容：分析當前各種激光器技術的優點，和它們存在的缺陷，本發明所解決的技術問題是提供一種結構穩定、輸出功率高、體積小、使用壽命長的大功率二氧化碳激光器。為了達到上述目的，本發明是由如下方式完成的：本激光器由多個平行放電激發單元的光路串連而成，先由放電管、水套管、儲氣管進行三重套同軸燒結，在水套管上安上兩個通水嘴，在一端的水套管上開一放電孔連通放電管，并垂直安上正電極，在正電極和儲氣管之間連上回氣管，在另一端的儲氣管上打放電孔，通過水套管和放電管連通，并垂直安上負電極，從而組成一個放電激發單元。用多根石英捆綁橫梁相交于多個放電激發單元，并燒結上，用光路彎頭各條放電管串連在一起。最后粘上全反鏡、光路連接鏡及輸出鏡，并輸入高壓直流電激發放電管內的二氧化碳輸出激光。

本發明與現有技術相比，結構穩定，輸出功率高，使用壽命長。由于各放電激發單元都平行放置，間距就很小，采用多根石英捆綁橫梁，垂直相交與放電激發單元燒結，結構強度很高。最重要的一點是本機構的石英材料都平行或垂直于光路，這種柜形的幾何機構符合光的柜形傳播原理，當石英材料遇熱膨脹或遇冷收縮時都不影響光的傳播角度，從而使諧振腔穩定，有利于更多的放電激發單元組合在一起，獲得更大的輸出功率。本發明還延長了使用壽命。因為電離子在電場長距離作用下高速撞擊陰極，就會使陰極發生嚴重濺射，當電極處于放電管外垂直放置時，直線運動的濺射物永遠濺射不到反射鏡上，從而大大提高了使用壽命。本發明與其它激光管相比，它帶有固定支架，安裝方便，用彈性粘接劑粘接在固定支架上，再把固定支架在其它設備上，避免了光學部分結構和加工機床設備的直接固定，使安裝時的應力被彈性膠粘劑吸收，從而使光學部分的物理結構影響減少，使激光輸出保持穩定。

附圖說明：本發明有如下附圖：

圖1為本發明的結構側視圖

圖2為本發明的結構俯視圖

具體實施方式：附圖表示了本發明的結構及其實施例，以下結合附圖作詳細描述結構及原理。此石英捆綁式結構二氧化碳激光器包括有激光輸出鏡1、水嘴2、負電極3、石英捆綁橫梁4、放電管5、水套管6、儲氣管7、正電極8、光路彎頭9、光路連結鏡10、回氣管11、全反鏡12、固定支架13、彈性膠粘劑14、組成。先把放電管5燒結在水套管6內，在水套管6外燒結上儲氣管7，在儲氣管7一端燒上負電極，將負電極垂直向下和放電管5連通，在正電極8和儲氣管7之間連上回氣管11，在水套管6的兩端各引出通水嘴2，這樣就組成單個放電激發單元。然后把多個這樣的放電激發單元平行排列，用多根石英捆綁橫梁4燒結上，再用光路彎頭9將所有放電單元串連上，并在光路彎頭9上粘接光路連接鏡10。再在固定架13上涂上彈性膠粘劑14，把以上石英結構整體粘接上去。然后在整個連接件上的端粘上輸出鏡，在整個連接件的另一端粘上全反鏡，抽真空后沖入二氧化碳工作氣體，把各個放電單元都通上直流高壓電就能輸出大功率激光，安裝在各種機床設備上實現激光加工。