[發(fā)明專利]射頻板條CO2激光器電極冷卻水流道結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310031235.2
• 申請(qǐng)日: 2013-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103117501A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳益;鐘理京;鄧前松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇益林金剛石工具有限公司;華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/041
• 分類號(hào): H01S3/041
• 代理公司: 鎮(zhèn)江京科專利商標(biāo)代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種射頻板條CO₂激光器，具體地說(shuō)是一種射頻板條CO₂激光器電極冷卻水流道結(jié)構(gòu)，屬于激光器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高功率板條CO₂激光器是指氣體放電電極為矩形平板的一類激光器。矩形電極一方面可以大大縮小激光器體積、提高激光輸出功率，另一方面，也對(duì)電極的冷卻提出了更高的要求。在高功率板條CO₂激光器中，平板電極同時(shí)也作為激光器的反射腔鏡。平板電極冷卻不充分或不均勻都會(huì)導(dǎo)致電極表面出現(xiàn)熱變形，從而改變反射鏡原來(lái)的表面曲率半徑，大大降低激光的光束質(zhì)量，因此需要對(duì)激光器電極冷卻。

激光器電極冷卻有風(fēng)冷卻和水冷卻兩種方案。風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻效率低；對(duì)于散熱要求高的裝置的來(lái)說(shuō)，常采用水冷卻的方式。高功率板條CO₂激光器工作時(shí)單位時(shí)間發(fā)熱較多，且激光器輸出對(duì)電極表面的形變很敏感。因而，在工程實(shí)踐中，采用在電極板內(nèi)加工水冷槽的方案來(lái)達(dá)到散熱冷卻的目的。平板電極的冷卻水流道散熱是確保激光器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。

實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，最初的U形、S形冷卻流道結(jié)構(gòu)，存在電極兩側(cè)的溫度較高，溫度場(chǎng)分布不很理想，散熱效果不佳等問(wèn)題?，F(xiàn)有的蛇形流道結(jié)構(gòu)仍然存在電極對(duì)角溫度過(guò)高、最大溫差過(guò)大、平均溫度過(guò)高的缺點(diǎn)，因此，現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有一種良好的散熱結(jié)構(gòu)來(lái)滿足散熱要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種溫度分布均勻、散熱效果好的射頻板條CO₂激光器電極冷卻水流道結(jié)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的射頻板條CO₂激光器電極冷卻水流道結(jié)構(gòu)，包括矩形平板電極主體，矩形平板電極主體內(nèi)設(shè)置有可使冷卻水通過(guò)的冷卻流道，冷卻水從矩形平板電極主體上的進(jìn)水口進(jìn)入和出水口流出，冷卻通道遍布矩形平板電極主體的中心和邊緣，位于矩形平板電極主體邊緣處的冷卻通道的轉(zhuǎn)折處設(shè)置有向矩形平板電極主體外側(cè)延伸的延長(zhǎng)段。

所述冷卻水通道為類蛇形流道結(jié)構(gòu)，所述延長(zhǎng)段設(shè)置在類蛇形流道起始端的轉(zhuǎn)折處和末端的轉(zhuǎn)折處。

所述冷卻水通道為類U形流道結(jié)構(gòu)，所述延長(zhǎng)段設(shè)置在類U形流道的垂直邊與水平邊的交匯處。

所述冷卻水通道為類S形流道結(jié)構(gòu)，所述延長(zhǎng)段設(shè)置在類S形流道的各個(gè)水平邊與垂直邊的交匯處。

采用上述的結(jié)構(gòu)后，由于冷卻通道遍布矩形平板電極主體的中心和邊緣，位于矩形平板電極主體邊緣處的冷卻通道的轉(zhuǎn)折處設(shè)置有向矩形平板電極主體外側(cè)延伸的延長(zhǎng)段，由此設(shè)置充分考慮了工程實(shí)踐中存在的電極對(duì)角溫度過(guò)高、最大溫差過(guò)大、平均溫度過(guò)高等問(wèn)題，通過(guò)設(shè)置的延長(zhǎng)段，增大了冷卻水與金屬電極的接觸面積，使矩形平板電極主體兩個(gè)對(duì)角得到更好的冷卻效果，使電極中心、邊緣和對(duì)角得到均勻的冷卻效果，達(dá)到了使矩形平板電極主體在工作過(guò)程中整體溫度較低，溫度分布較均勻，基本不影響激光的輸出功率，能很好的滿足電極散熱的要求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中類蛇形流道結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為本發(fā)明中類U形流道結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為本發(fā)明中類S形流道結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的射頻板條CO₂激光器電極冷卻水流道結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖所示，本發(fā)明的射頻板條CO₂激光器電極冷卻水流道結(jié)構(gòu)，包括矩形平板電極主體1，矩形平板電極主體1內(nèi)設(shè)置有可使冷卻水通過(guò)的冷卻流道2，冷卻水從矩形平板電極主體上的進(jìn)水口3進(jìn)入和出水口4流出，冷卻通道2遍布矩形平板電極主體的中心和邊緣，位于矩形平板電極主體1邊緣處的冷卻通道的轉(zhuǎn)折處設(shè)置有向矩形平板電極主體1外側(cè)延伸的延長(zhǎng)段5。

其中，本發(fā)明的冷卻水流道可以設(shè)置成類蛇形流道結(jié)構(gòu)、U形流道結(jié)構(gòu)和類S形流道結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)形式。

當(dāng)設(shè)置成類蛇形流道結(jié)構(gòu)時(shí)，延長(zhǎng)段5設(shè)置在冷卻流道起始端的轉(zhuǎn)折處和末端的轉(zhuǎn)折處，類蛇形流道結(jié)構(gòu)是蛇形流道結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，即為了簡(jiǎn)化加工工序，將各條轉(zhuǎn)折邊設(shè)計(jì)成直線，如圖1所示，通過(guò)延長(zhǎng)兩條邊冷卻水流道，增大冷卻水與金屬電極的接觸面積，使矩形平板電極主體1兩個(gè)對(duì)角得到更好的冷卻效果，亦即使矩形平板電極主體1中心、邊緣和對(duì)角得到均勻的冷卻效果，通過(guò)此方案，整個(gè)電極的最高溫度降低，最低溫度基本不變，因而矩形平板電極主體1的最大溫差也更小，而且整個(gè)電極的平均溫度也更低。