[發明專利]高功率氣體激光器用放電管

有效

• 申請號: 201410364392.X
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN105024260B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 姚曉暉;朱云峰;黎啟朝;王艷春;朱小明;張永青
• 申請（專利權）人: 東莞市鼎先激光科技股份有限公司
• 主分類號: H01S3/03
• 分類號: H01S3/03
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產權代理事務所44271
• 代理人: 殷齊齊

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，尤其涉及一種高功率氣體激光器用放電管。

背景技術

放電管是高功率氣體激光器的重要部件，其與安裝在兩端的電極組成放電結構，工作時氣體由循環風機帶動快速通過放電管，放電管兩端的電極產生高壓電場，工作氣體在腔內發生輝光放電，產生增益介質，在多組放電管及鏡片共同組成的諧振腔內一部分能量產生激光輸出，另一部分產生熱量釋放。放電管內工作氣體的流量、增益物質的均勻性以及氣體的湍流狀況的均勻性決定了激光的光束、激光器的穩定性以及激光功率的大小。

目前常見的放電管包括直管放電管、十字形放電管以及鼓包形放電管。

圖1所示為直管放電管結構，氣體由氣體入口進入放電管，在直管段放電工作，最后由出口排除，直管結構的氣體入口也即湍流孔。在實際使用中直管放電管能夠產生均勻的湍流，放電管放電效果較好，但是其氣體流量較小，通常要提高氣體流量必須增加入口直徑，但是隨著入口孔徑的增加放電管的放電效果會越來越差，到一定孔徑時會破壞放電。

圖2所示為十字形放電管，為了解決直管氣流量小的問題，將放電管改良成十字形，氣體由進氣口進入放電管，經由十字結構氣體換向進入直管段放電工作，最后由出口排出，通常在進氣結構和十字結構中間設計湍流孔。在實際應用中直管放電管能夠提高氣體流量，但是直管段的氣體湍流狀態不佳，容易引起放電不穩定。

圖3、4所示的鼓包型放電管氣體由進氣口進入放電管，經由鼓包結構氣體換向進入直管段放電工作，最后由出口排出，通常在進氣結構和鼓包結構中間設計湍流孔。在實際使用中合理設計鼓包的結構能夠使得氣體在直管段內形成均勻的湍流結構且氣體流量較大。但是此種放電管加工過程較為復雜，玻璃熱加工的工藝特性不能夠很好的保持放電管鼓包尺寸的一致性，且通過擴大湍流孔的方式增加氣體流量到一定程度后，氣體放電效果隨湍流孔的增大而急速變差，影響機器的穩定性。

發明內容

本發明針對以上現有氣體放電管中存在的：氣體流量小，湍流均勻性差，放電管一致性差的問題，提供了一種高功率氣體激光器用放電管，其具有氣體流量大，湍流均勻、充分、有效，放電管一致性好的特點，能夠保證激光器的放電穩定性、提高激光器激光功率。為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種高功率氣體激光器用放電管，其包括垂直進氣管、擾流管、直管以及渦輪管，所述擾流管的一端封閉，內徑大于直管外徑，所述進氣管的一端部通過擾流管的側壁與擾流管連通，所述擾流管與渦輪管的端部密封連接并相互連通，所述直管由擾流管的封閉端穿過擾流管，所述渦輪管連接直管的部分內壁上沿其端部延伸至內開有螺旋設置的槽，所述直管由擾流管穿出后進入渦輪管，直管的外壁與槽的凸出部分緊密配合，所述槽的末端與一氣體導流機構連通，所述氣體導流機構將氣體由直管的端部導流至直管內，在直管位于擾流管內的部分的側壁上設有進氣孔，正對進氣孔的擾流管管壁上封裝有陽極針，在直管的端部設有陰極環；所述直管的進氣孔、進氣管以及擾流管共同形成放電管的擾流結構，所述渦輪管的槽以及氣體導流機構形成渦輪結構。

優選地，所述氣體導流機構為一導流鉤，導流鉤上具有朝向直管的弧形導流片。

優選地，所述弧形導流片的下端部到直管端部之間的距離為4-7mm。

對上述技術方案的進一步改進為，所述渦輪管包括依序設置的同外徑的第一段管、內徑大于第一段管的第二段管以及內徑小于第二段管的第三段管，所述槽設于第一段管的內壁上。

對上述技術方案的進一步改進為，所述渦輪管設有槽的一端還具有一外徑小于渦輪管外徑的連接管，連接管與擾流管嵌套配合。

優選地，所述螺旋設置的槽寬度為2-3mm。

優選地，所述螺旋設置的槽高度為其寬度的1-3倍。

優選地，所述槽的螺旋角度為30-70度。

優選地，所述進氣孔直徑為12-14mm。

優選地，所述擾流管內徑尺寸為擾流管內部長度的1-2倍。

優選地，所述直管用玻璃制成，所述擾流管、渦輪管以及垂直進氣管用金屬制成。

本發明所述的高功率氣體激光器用放電管，其有益效果為：

（一）在放電管結構中存在兩個湍流結構，湍流進氣孔及渦輪結構同時進氣，極大的增加了放電管內的氣體流量，氣體流量可以極限提高20%~40%，增加了放電管放電區域即直管部分的氣體流速，有效的降低了氣體溫度，增加放電穩定性。