[發明專利]一種模塊化CO2激光器放電盒

有效

• 申請號: 201010010154.0
• 申請日: 2010-01-20
• 公開（公告）號: CN102130411A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 官銘輝;邢飛;陳昭;李雨
• 申請（專利權）人: 杭州中科新松光電有限公司
• 主分類號: H01S3/03
• 分類號: H01S3/03;H01S3/041;H01S3/038
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

技術領域

本發明涉及激光器的放電裝置，具體地說是一種通過高電壓直流激勵工作氣體產生穩定輝光放電的模塊化CO₂激光器放電盒。

背景技術

在工業用激光器中，十分追求高穩定性的激光功率輸出；而獲得長時間穩定的輝光放電是功率穩定最基本的保證。為此，人們對放電系統的設計很重視，它是激光器設計中一個關鍵的核心部件。

目前，橫流激勵CO₂激光器的放電結構主要有針板式、管板式以及電子束維持放電等三種方式。廣泛應用于工業生產中的是前兩種，采用針板式放電結構是把放電空間均勻分割成若干小單元，分別單獨加以控制，從而實現高氣壓下大體積穩定輝光放電。

現有常見的針板式放電盒主要存在以下問題：

1.放電盒結構繁雜，陽極板水路設計不合理，加工成本高，可靠性差，可維護性差。

2.放電盒可調性差，基本為安裝后不可調節，不方便靈活調整增益區中心位置。

3.放電盒陰極針與陽極板間距安裝工藝性差，精度不高，導致輝光放電均勻性差，容易產生弧光放電，很難保證高功率激光的穩定輸出。

而管板式是由作為陰極的銅管放電，銅管容易氧化，工作壽命較短，需要定期清潔。

發明內容

為了解決上述放電方式存在的問題，本發明的目的在于提供一種模塊化CO₂激光器放電盒；該放電盒為針板式結構，可以獲得長時間穩定的輝光放電，保證高功率激光的穩定輸出，增強放電盒的可維護性、可靠性和可更換性。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括陰極及陽極，陰極包括陰極放電針及陰極支撐板，所述陽極包括陽極板、陽極支撐板及冷卻水管，其中陰極放電針及陽極板分別通過陰極支撐板和陽極支撐板安裝在兩側的端面支撐板上，陰、陽極支撐板之間形成放電區氣流通道；所述陰極支撐板上均布有多個陰極放電針，各陰極放電針與陽極板之間的距離相等；所述陽極板上設有帶走熱量的冷卻水管。

其中：所述陰、陽極支撐板的相對面在位于熱氣出口側分別設有陰、陽極防護瓷板；所述陰、陽極支撐板相對面的兩側均為斜面，上下兩斜面形成喇叭狀；所述陰極支撐板沿長度方向開有條形孔，孔內安裝有放電瓷板，在放電瓷板上分三排交錯排列地均布有多個陰極放電針；所述陰極放電針為錸鎢絲針；所述陰極支撐板的上表面分別設有防止其機械變形及受熱變形的陰極支撐板加強筋及多個陰極散熱片；各陰極散熱片中間開槽，槽內容置有可拆卸的冷卻水管，該冷卻水管通過安裝在陰極支撐板上的陰極壓塊固定；所述陰極支撐板加強筋及陰極散熱片上設有絕緣蓋板，該絕緣蓋板的上方安裝有壓線板；所述陽極支撐板沿長度方向開有凹槽，陽極板安裝在凹槽內，在陽板板的下方設有多條可拆卸的冷卻水管，該冷卻水管通過安裝在陽極板下表面的陽極冷卻管壓板支撐固定；所述陽極支撐板的下表面設有防止其機械變形及受熱變形的陽極支撐板加強筋及多個陽極散熱片；各陽極散熱片中間開槽，槽內容置有可拆卸的冷卻水管，該冷卻水管通過安裝在陽極支撐板上的陽極壓塊固定；所述陽極板的邊緣為圓滑過渡，其放電表面與陽極支撐板的上表面處于同一水平面內。

本發明的優點與積極效果為：

1.本發明采用模塊化設計，保證了各零部件的獨立性、通用性以及可維護性，陰極放電針采用標準量塊安裝模式，保證了每根放電針與陽極板的間距一致，陰極放電針采用灌封膠灌封在放電瓷板上，保證陰極放電針牢固可靠且絕緣性好。

2.本發明的陰、陽極支撐板在熱氣體排出一側采用硅膠粘接了陰、陽極防護瓷板，避免了陰、陽極支撐板與高溫工作氣體長期接觸發生毛化的現象。

3.本發明陰、陽極支撐板的工作氣體進、出兩側均設計成斜面，上下形成喇叭狀，使冷氣體的進入速度提高，而熱氣體的流出速度降低，最大程度地帶出了放電產生的熱量。

4.本發明在陰、陽極支撐板上分別安裝了加強筋及散熱片，又在散熱處中設置了冷卻水管，加強筋可以避免支撐板因支撐重量累積而發生機械變形，散熱片與冷卻水管能夠及時帶走支撐板位于熱氣體出口側累積的熱量。

5.本發明在陰極支撐板上的加強筋及散熱片上分別設置了絕緣蓋板及壓線板，絕緣蓋板可以防止陰極放電針的電線對其它金屬部件放電，而壓線板則可以防止各陰極放電針上的電線竄動。

6.本發明陽極板的四周邊緣為圓滑過渡，避免對其它零部件產生尖端放電。

7.本發明由兩側的端面支撐板及陰、陽極支撐板構成整體框架，整體框架采用環氧樹脂板材料制成，保證良好的放電盒絕緣性能及熱穩定性，同時具有較高的強度，保證安裝精度要求。