[實用新型]封離式二氧化碳激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720664633.1
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN206789866U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫尚勇;王小亮;花明;張萍;于楊
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林省永利激光科技有限公司
• 主分類號: H01S3/03
• 分類號: H01S3/03;H01S3/02;H01S3/038;H01S3/041
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司22100
• 代理人: 王怡敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種封離式二氧化碳激光器。可應(yīng)用于激光切割，雕刻等設(shè)備上。

背景技術(shù)

在當(dāng)前中小功率封離型二氧化碳激光器領(lǐng)域中，主要分兩大結(jié)構(gòu)，一種金屬腔的射頻激勵二氧化碳激光器，這種激光器生產(chǎn)成本高，主要用于激光打標(biāo)；另一種玻璃放電管結(jié)構(gòu)的直流高壓電激勵二氧化碳激光器。查中國專利公開號CN2862437，其名稱為封離型二氧化碳激光器，它是這樣描述的：一種封離型二氧化碳激光器，有貯氣管，貯氣管內(nèi)設(shè)置水冷管，水冷管與進、出水管連接，水冷管內(nèi)設(shè)置放電管，陽電極設(shè)置在放電管一端的空腔內(nèi)，該空腔外側(cè)設(shè)置全反鏡，陰電極設(shè)置在放電管另一端的空腔內(nèi)，該空腔外側(cè)設(shè)置輸出反射鏡，水冷管上繞裝回氣管，回氣管的一端與貯氣管相通，回氣管另一端與設(shè)置有陽電極的空腔相通。該激光器與更早些市場上銷售的玻璃管激光器比無明顯特點和優(yōu)勢，它的結(jié)構(gòu)和目前市場上銷售的激光器都有如下缺點：當(dāng)前激光器都把全反鏡和輸出鏡都直接粘接在玻璃管口，并且管口的研磨精度很難達到預(yù)期要求，使產(chǎn)品品質(zhì)一致性不高，輸出功率和模式也很難處于最佳狀態(tài)。當(dāng)前激光器的儲氣管直徑都在65毫米以下，儲氣量比較少，導(dǎo)致器件的使用壽命不長。當(dāng)前激光器負電極環(huán)都采用金屬片卷曲在放電管內(nèi)壁，負電極在放電時溫度很高，當(dāng)冷卻水流不暢，電極溫度急劇上升，并迅速將高溫傳遞給電極環(huán)旁側(cè)的玻璃材料，導(dǎo)致玻璃放電管負電極端的不均勻膨脹而炸裂，使器件損壞。當(dāng)前激光器的正電極都采用金屬薄片卷曲在放電管內(nèi)壁，在電場的作用下，正電極發(fā)射正離子向負極運動，在它到達負電極時俘獲電子后才變成中性粒子，所以正電極放電時只有局部電極材料在起作用，根據(jù)放電特點，能量只聚集在最靠近負電極方向的正電極薄片邊緣的一小點，而電極是薄片卷成的，那么這一放電點的激發(fā)面積就更少，這一點的能量作用就更高，電極材料的穩(wěn)定性就降低。當(dāng)前激光器的電極都是通過燒結(jié)在玻璃管殼上的金屬桿將電流引入的，燒結(jié)工藝難度高，但激光器件對真空密封要求高，所以產(chǎn)品合格率很難提高，并且這樣的結(jié)構(gòu)當(dāng)電極附近的鏡片是半導(dǎo)體或?qū)w時，電極會對鏡片放電，破壞鏡片膜層，影響產(chǎn)品地穩(wěn)定使用。

查中國專利公開號CN101262112，其名稱為一種新結(jié)構(gòu)二氧化碳激光器，它是這樣描述的：激光器輸出鏡不是直接粘接在玻璃管口的，而是把輸出鏡粘接在角度調(diào)節(jié)器的一端，角度調(diào)節(jié)器的另一端和過渡法蘭片焊接在一起，再把過渡法蘭片和玻璃管口用環(huán)氧樹脂膠封接在一起。角度調(diào)節(jié)器用彈性較好的不銹鋼材料制造，在角度調(diào)節(jié)器的中間由外向內(nèi)開有調(diào)節(jié)凹槽，在靠近這個凹槽的地方由內(nèi)向外開有另一調(diào)節(jié)凹槽，在由外向內(nèi)開的調(diào)節(jié)凹槽的周邊安裝有三個以上的調(diào)節(jié)螺絲，通過調(diào)節(jié)凹槽的彈性來吸收調(diào)節(jié)螺絲緊入時的張力，從而改變輸出鏡的角度。激光器的全反鏡也不是直接粘接在玻璃管口的，而是把全反鏡粘接在一對刀口法蘭的調(diào)節(jié)法蘭上，為了調(diào)節(jié)法蘭在調(diào)節(jié)鏡片時不使鏡片變形，增加調(diào)節(jié)法蘭的機械強度，在調(diào)節(jié)法蘭背面鏡片的粘接處要向外凸出一部分，把刀口法蘭的另一半固定法蘭和過渡法蘭片焊接上，再把過渡法蘭片和玻璃管口用環(huán)氧樹脂膠封接上。在固定法蘭的刀口和調(diào)節(jié)法蘭的刀口之間夾一個軟金屬墊圈，軟金屬墊圈可用銅，鋁，銀等金屬制造，通過調(diào)節(jié)不同方位的夾緊螺絲的緊入程度來壓縮軟金屬墊圈，來改變?nèi)寸R的角度。

以上內(nèi)容的缺點還在于全部使用膠粘的方式實現(xiàn)鏡片與玻璃管體或鏡片與金屬法蘭，金屬法蘭與玻璃管體的連接。傳統(tǒng)的封離式二氧化碳激光器是把構(gòu)成諧振腔的輸出鏡片和全反射鏡片分別粘貼玻璃管體或粘到金屬法蘭上再由金屬法蘭粘到玻璃管體上。這兩種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的激光器，在制作過程中需要將玻璃管口先由機器粗磨再由人工仔細研磨達到兩端面相互平行方可達到使用要求。在人工研磨過程中由于每個人的能力不同端面研磨時間大概10-20分鐘，而且對人工肉眼視力、技能熟練程度要求都非常高，在此種條件下往往還會出現(xiàn)光軸與諧振腔幾何中心軸偏離且不垂直于諧振腔鏡片的現(xiàn)象，很難保證兩個諧振腔鏡片構(gòu)成光學(xué)諧振腔要求的相對位置關(guān)系。二諧振腔鏡片相對位置關(guān)系是決定激光器輸出激光功率、光斑（模式）的主要因素。傳統(tǒng)二氧化碳激光器因從鏡片到金屬法蘭再到玻璃管體用膠水封接時，膠水固化需要一定的條件比如溫度和時間，高質(zhì)量的膠水需要較高的價格，而且粘膠比例也會對產(chǎn)品性能啟動限制作用，膠水本身極易造成腔內(nèi)揮發(fā)污染腔鏡，膠水在高壓高溫環(huán)境下還會釋放雜質(zhì)氣體從而導(dǎo)致工作氣體污染，降低激光器使用壽命。同時膠水還是一次性的消耗品，如因操作失誤還會造成金屬法蘭和鏡片報廢，造成不必要的損失。技術(shù)難度大，很難批量生產(chǎn)，無法滿足市場日益增加的需要。

發(fā)明內(nèi)容