[實(shí)用新型]一種采用多管并聯(lián)和光腔串聯(lián)的封離型二氧化碳激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720087038.2
• 申請(qǐng)日: 2007-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN201113208Y
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳清明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳清明
• 主分類號(hào): H01S3/03
• 分類號(hào): H01S3/03
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王和平

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種采用多管并聯(lián)和光腔串聯(lián)的封離型二氧化碳激光器。

背景技術(shù)

從事本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員都十分清楚，封離型二氧化碳激光器是指一種玻璃管激光器(以下簡(jiǎn)稱為激光管)。主要特征是一次性將激光混合的工作氣體充入激光管內(nèi)，然后封閉起來(lái)，不再打開，工作氣體在氣體放電過(guò)程中被激發(fā)而產(chǎn)生激光，只要放電就能使激光出光工作，直至激光管工作到報(bào)廢。這種激光管的功率水平一般是中小功率(指500W以下)，壽命為1000-5000小時(shí)。由于這種激光管價(jià)格便宜，市場(chǎng)需求大，在中國(guó)的年需求量就超過(guò)了10萬(wàn)個(gè)，在全世界就超過(guò)了20萬(wàn)個(gè)以上。目前國(guó)際上的功率水平是50-60W/M，就是說(shuō)一個(gè)1米長(zhǎng)的激光管的功率是50-60W。如果要做一個(gè)500W的激光管，就要將激光管做到10M長(zhǎng)。顯然這么長(zhǎng)的激光管在應(yīng)用中非常不方便，極大地限制了激光管的應(yīng)用。因此，人們就用2個(gè)以上的并聯(lián)和激光諧振腔(以下簡(jiǎn)稱光腔)串聯(lián)的辦法制造激光管，以此獲得功率高一些長(zhǎng)度短一些的激光管。例如，用4根2.5M的激光管并聯(lián)和光腔串聯(lián)的辦法可以獲得500W功率的激光管，激光管整體就只有2.5M長(zhǎng)而不是10M長(zhǎng)。然而，這種辦法最明顯的問(wèn)題是激光管工作不穩(wěn)定。如果一個(gè)120W的單根激光管能工作2000小時(shí)的話，用4根激光管并聯(lián)和光腔串聯(lián)獲得的500W激光管的穩(wěn)定工作時(shí)間甚至不能超過(guò)100小時(shí)。工作壽命短的問(wèn)題如此突出的主要原因是：普通激光管的光腔是用膠粘在玻璃放電管上的，玻璃放電管既有放電使氣體激發(fā)的功能又有支撐光腔的功能，激光管工作時(shí)發(fā)熱和其它原因產(chǎn)生變形導(dǎo)致光腔失調(diào)。一個(gè)不用并聯(lián)的單根激光管只有一個(gè)輸出耦合鏡和一個(gè)全反射鏡，它們直接固定(粘接或硬封)在玻璃管的兩端，如果玻璃管在工作中不發(fā)生變形則激光就可以長(zhǎng)期穩(wěn)定輸出，如果發(fā)生變形就影響激光輸出，變形嚴(yán)重就沒有激光輸出。而并聯(lián)的玻璃管將增加全反射鏡的數(shù)量，每多并聯(lián)1根玻璃管就要將光路折返180度而增加2個(gè)全反射鏡，光腔長(zhǎng)度也隨之增加了1根管的長(zhǎng)度。例如用4根長(zhǎng)度為2.5M的激光管并聯(lián)和光腔串聯(lián)獲得的500W激光管的光腔長(zhǎng)度是10M，全反射鏡的數(shù)量有7個(gè)。這樣長(zhǎng)的光腔和這樣多的鏡片，如果按照上述直接固定在玻璃管兩端的辦法所獲得的激光管的實(shí)際效果是玻璃管在工作中由于氣體放電發(fā)熱或其它原因而產(chǎn)生變形，這么多的鏡片中有一個(gè)的位置變形嚴(yán)重或多個(gè)輕微變形的積累就會(huì)導(dǎo)致激光管不能工作。一般而言，激光管的鏡片的法線與光軸在理想狀態(tài)下是重合的，具體激光管鏡片的法線與光軸總有一定的夾角偏離。一個(gè)長(zhǎng)度為1M的激光管的夾角偏離不允許超過(guò)3秒，再大就不能工作。一個(gè)10M的激光管的這種夾角偏離要求更苛刻，不允許偏離1秒，這意味著玻璃管的彎曲變形和鏡片的偏轉(zhuǎn)變形都必須控制在幾微米以內(nèi)。實(shí)際雙管或多管并聯(lián)的玻璃管在放電中會(huì)發(fā)生立體空間的變形，滿足這種變形量在微米數(shù)量級(jí)的苛刻要求是不可能的。因此，200W以上的激光管在實(shí)際應(yīng)用中很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)傳統(tǒng)的多管并聯(lián)和光腔串聯(lián)激光管壽命比較短、工作不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種壽命比較長(zhǎng)、工作穩(wěn)定的采用多管并聯(lián)和光腔串聯(lián)激光管。