[發明專利]電泳脈沖金屬蒸氣激光系統

無效

• 申請號: 200810059417.X
• 申請日: 2008-01-21
• 公開（公告）號: CN101237114A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 潘佰良;毛邦寧;陳立;王亞娟;王麗敏
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/227
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種激光器，尤其是涉及一種電泳脈沖金屬蒸氣激光系統。

背景技術

脈沖金屬蒸氣激光是激光領域中的一個重要分支，具有譜線豐富(從紫外到紅外)、多種激勵機制和較高的輸出功率和效率等特點，被廣泛應用在醫療、娛樂、材料處理、精密加工和科研等領域。傳統的金屬蒸氣激光一般采用套管或隔環結構的放電管，把激光介質(金屬或金屬化合物)等間隔地放置在放電管的內壁，通過放電自加熱獲得產生激光所需的蒸氣密度，其缺點是放電時輸入電功率的變化和隨機發生的對金屬介質的放電而導致金屬蒸氣密度的變化和放電不穩，尤其對小口徑和活潑性較強的堿土金屬蒸氣激光，經常發生光路被部分擋住和激光介質被快速消耗等問題，從而影響了激光器的工作效率、穩定性和輸出特性。為解決上述問題，本發明設計了電泳脈沖金屬蒸氣激光系統，將激光介質放置在靠近陽極的儲料側管中，通過調節側管外加熱器的溫度，可獨立控制產生激光所需的最佳金屬蒸氣密度，再通過高頻脈沖電場的電泳效應和氣體緩慢流動方式，實現金屬蒸氣密度在放電激活區的均勻分布和激光的高效穩定運轉，該系統已成功應用在電泳He-Sr⁺(Ca⁺)激光中，獲得了近瓦級功率的復合激光和自終止激光的長期穩定運轉。

發明內容

為解決背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種電泳脈沖金屬蒸氣激光系統，

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

包括激光放電管、脈沖放電電路、溫控儀和氣體流量控制系統，其中：

1)激光放電管：包括兩個窗口，兩個真空連接管，兩個冷凝泡，繞電熱絲的儲料側管，剛玉內管，石英基管和兩個放電電極；兩個窗口與激光管兩端分別用真空連接管連接，兩個放電電極分別燒結在兩端口徑較大的石英基管上，繞有電熱絲的儲料側管燒結在靠近陽極端的石英基管上，剛玉內管套在石英基管內，擴散冷凝管位于陰極一端的口徑較大的石英基管上。

2)脈沖放電電路：包括直流高壓源，充電電感，高頻高壓硅堆，閘流管，兩個儲能電容及旁路電感；直流高壓源的一端分別與激光放電管一端的放電電極和閘流管與第一儲能電容的接地端相連，第二儲能電容與激光放電管另一端的放電電極相連，直流高壓源的另一端經充電電感、高頻高壓硅堆與第一儲能電容、第二儲能電容串接點連接，高頻高壓硅堆的負極接閘流管陽極，旁路電感并接在兩放電電極之間。

3)溫控裝置：包括保溫鋁套、繞有電熱絲的儲料側管和帶熱電偶的溫控儀；保溫鋁套與石英基管同軸放置，兩端留有填充保溫陶瓷纖維2～3厘米的間隙，熱電偶放在儲料側管下端。

4)氣體流量控制系統：包括高純鋼瓶緩沖氣體，減壓閥，進氣針形閥，真空表，過濾器、抽氣針形閥和真空泵；高純鋼瓶緩沖氣體經減壓閥，進氣針形閥接激光放電管的一側，進氣針形閥上裝有真空表；真空泵經抽氣針形閥，過濾器接激光放電管的另一側。

本發明具有的有益的效果是：

將激光介質放置在靠近陽極的儲料側管中，通過調節側管外加熱器的溫度，可獨立控制產生激光所需的最佳金屬蒸氣密度，再通過高頻脈沖電場的電泳效應和氣體緩慢流動方式，實現金屬蒸氣密度再放電激活區的均勻分布和激光的高效穩定運轉。本發明具有放電穩定、避免擋住光路和放電通道和長期維持所需最佳金屬蒸氣密度等優點，已成功應用在電泳He-Sr⁺(Ca⁺)激光系統中，獲得了近瓦級功率的復合激光和自終止激光的長期穩定運轉。

附圖說明

附圖是本發明的結構原理示意圖。

圖中：1、窗口，2、真空連接管，3、冷凝泡，4、保溫鋁套，5、電熱絲，6、溫控儀，7、剛玉內管，8、石英基管，9、擴散冷凝管，10、過濾器，11、抽氣針形閥，12、真空泵，13、進氣針形閥，14、減壓閥，15、高純鋼瓶緩沖氣體(氦氣或氖氣)，16、真空表，17、放電電極，18、旁路電感，19、儲能電容，20、儲能電容，21、閘流管，22、高頻高壓硅堆，23、充電電感，24、直流高壓源。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如附圖所示，本發明包括激光放電管、脈沖放電電路、溫控儀和氣體流量控制系統，其中：