[實用新型]一種回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320819413.3
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN203607669U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷衛(wèi)援
• 申請（專利權(quán)）人: 成都微深科技有限公司
• 主分類號: H01S3/223
• 分類號: H01S3/223;H01S3/041
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 熊曉果;劉雪蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器。?

背景技術(shù)

由于二氧化碳激光器有比較大的功率和比較高的能量轉(zhuǎn)換效率，譜線也比較豐富，在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出，在工業(yè)、軍事、醫(yī)療、科研等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。?

目前的二氧化碳激光器，通常包括有放電管、套設(shè)在放電管外部的水冷管，套設(shè)在水冷管外部的儲氣管、設(shè)置在放電管兩端的電極、以及設(shè)置在儲氣管兩端的輸出窗和反射窗，反射窗包括有反射鏡片和反射鏡片冷卻裝置，輸出窗包括有輸出鏡片和輸出鏡片冷卻裝置，在放電管內(nèi)充以二氧化碳?xì)怏w和其它輔助氣體；當(dāng)在電極上加高電壓時，放電管中產(chǎn)生輝光放電，經(jīng)反射鏡片和輸出鏡片反射后形成激光束，從輸出鏡片中射出得到最終的激光束。?

在目前的二氧化碳激光器中，為了使放電管得到良好的冷卻，水冷管內(nèi)的冷卻水需要保證具有較高的流速與激光器外部的冷卻水進行交換，水冷管的兩端分別設(shè)置一個進水管和出水管，進水管的一端穿過儲氣管與水冷管內(nèi)部接通，另一端置于儲氣管的外部與冷卻水水源接通，出水管的一端穿過儲氣管與水冷管內(nèi)部接通，另一端置于儲氣管的外部也與水源接通，這樣在水源與冷卻管之間形成循環(huán)水，在激光器工作時，將冷卻水從進水管泵入水冷管內(nèi)，冷卻水經(jīng)水冷管后從出水管回流到外部水源，進而實現(xiàn)水冷管內(nèi)冷卻水的循環(huán)，由于儲氣管內(nèi)充有二氧化氣體和其它輔助氣體，儲氣管必須被良好的密閉，所以，進水管和出水管在與水冷管和儲氣管的連接處都必須完全的封閉，所以進水管和出水管相當(dāng)于被固定在冷卻管和儲氣管上。?

當(dāng)激光器工作時，冷卻水從進水管進入到水冷管內(nèi)，經(jīng)水冷管后從出水管流出，由于冷卻水與進水管、出水管之間存在溫度差，當(dāng)冷卻水進入到進水管內(nèi)時，由于進水管與儲氣管和水冷管固定連接，進水管位于儲氣管與水冷管之間的部分相當(dāng)于兩端被分別固定連接在儲氣管和水冷管上，當(dāng)冷卻水進入到進水管后，由于熱脹冷縮，位于儲氣管與水冷管之間的部分在長度上發(fā)生變化，進而推動或者拉動儲氣管，同理，出水管處的儲氣管也被出水管推動或者拉動，這兩個力在儲氣管上形成彎矩，使儲氣管發(fā)生彎曲，而二氧化碳激光器的輸出鏡片和反射鏡片分別設(shè)置在儲氣管的兩端端部，所以反射鏡片與輸出鏡片的正對齊精度降低，直接降低了激光器輸出激光的穩(wěn)定性。?

而且，當(dāng)冷卻水進入到水冷管后，由于水冷管與冷卻水之間的溫度差，水冷管的長度會發(fā)生變化，由于進水管和出水管位于儲氣管的兩端，并且分別于儲氣管的兩端固定連接，所以當(dāng)水冷管伸長或者縮短時，也會拉扯儲氣管，導(dǎo)致儲氣管的圓柱度降低，進而導(dǎo)致反射鏡片和輸出鏡片的對齊精度降低，也降低了激光器輸出激光的穩(wěn)定性。?

另外，在冷卻水對放電管進行冷卻時，需要保證冷卻水在水冷管內(nèi)高速流動，所以需要使水冷管與放電管之間具有較小的間隙，進而導(dǎo)致水冷管具有較小的直徑，當(dāng)水冷管長度較長時，由于水冷管的直徑較小，所以水冷管的抗彎強度低，容易發(fā)生彎曲，影響水冷管內(nèi)的放電管的直度，進一步的降低了激光器輸出激光的穩(wěn)定性。?

所以，為了降低由于冷卻水與進水管和出水管之間較長距離的溫度變化而帶來的不利影響，目前采用的方法是在冷卻水源處設(shè)置恒溫裝置，即將冷卻水設(shè)置在恒溫裝置內(nèi)，以此降低冷卻水的溫度變化量，使進水管和出水管之間的溫度恒定，進而降低進水管和出水管由于溫度差而帶來的變形。?

但是，采用恒溫裝置后，首先就是極大的提高了制作成本，其次使得二氧化碳激光器的使用更加復(fù)雜、體積增大，不方便搬移運輸，另外，采用這種方式，激光器的精度較大程度上取決于恒溫裝置的精度，但是目前恒溫裝置難以做到完全處于恒溫狀態(tài)，所以激光器的激光束輸出質(zhì)量的穩(wěn)定性依然不高。?

所以，目前亟需一種結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，并且具有良好激光束輸出質(zhì)量的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于：針對現(xiàn)有二氧化碳激光器存在的上述不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，并且具有良好激光束輸出質(zhì)量的回流方式冷卻的高穩(wěn)定性二氧化碳激光器。?

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：?