[其他]組合式TEA二氧化碳激光器

無效

• 申請號: 86103133
• 申請日: 1986-04-30
• 公開（公告）號: CN86103133A
• 公開（公告）日: 1987-11-11
• 發明（設計）人: 俞之圻;過振;高桂珍;文建國;蔡德芳
• 申請（專利權）人: 西北電訊工程學院
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00
• 代理公司: 陜西省發明專利服務中心
• 代理人: 王品華

本發明屬于激光測距技術領域。

已有的TEA CO₂激光器與其激勵電路是彼此獨立的，在激光測距系統中，為了抗放電引起的干擾，必須外加一個較大的屏蔽殼〔CB2098389A〕，但這樣就使得整機的體積加大和重量增加。再則，由于激光器和激勵電路之間的引線具有一定的電感，所以就限制了放電的速度，影響了脈沖峰值功率的提高。

本發明的目的是提供一種小型組合式TEA CO₂激光器。

本發明是把封離式激光管與其激勵電路作成一個組合整體，該整體裝在由激勵電路接地板形成的金屬屏蔽殼體里。該激光管包括一對主放電電極，一對預電離板，一個光學諧振腔和一個真空室。激勵電路包括電容器組，電感線圈，火花隙或者閘流管以及脈沖高壓變壓器。

本發明中的組合整體是由激光管的主放電電極和激勵電路里的貯能電容器組，振盪電容器組以及火花隙，通過上下蓋板直接連接構成。上下蓋板以框架采用真空氣密性封接，這就形成了一個真空室。構成激光器光學振盪腔的全反射鏡就置于該真空室內，因此，減少了一個可能導致漏氣的粘接面，有利于提高管子壽命。

激光器的預電離板是由云母片上燒結一層銀粉層所制成。兩云母片緊貼于主放電電極的兩側，兩銀粉層處于自由電位，云母層的厚度與激光器的工作電壓，工作的總氣壓以及銀粉層的形狀有關。

為了避免預電離板與主放電電極之間的直接擊穿，主放電電極的背部寬度縮小成對稱的突臺或梯形。激光管的形狀作成方形，且采用金屬陶瓷結構。

本發明由于激光管與激勵電路作成一個組合整體，所以結構緊湊，體積重量小，引線電感小，放電速度快，又因為，所有會產生高頻干擾的部件都裝在激勵電路接地板形成的屏蔽殼體內，所以能有效的防止放電對接收機的干擾，此外，由于激光管的預電離裝置采用云母上燒結銀粉層的辦法，所以加工簡單，重量輕。

本發明的具體結構由以下實施例及其附圖給出。

圖1是本發明垂直于激光器光軸的截面圖。

圖2是本發明沿激光器光軸方向的縱向剖面圖。

如圖1所示，激光管的工作區域〔1〕由一對主放電電極〔2、3〕和在其兩側沿光軸放置的云母片〔4、5〕圍成。主放電電極〔2、3〕的表面加工成Rokowski或Chang氏剖面，工作區〔1〕內可以提供均勻的電場。預電離板是在外側燒結有銀粉層〔6、7〕的云母片〔4、5〕。本發明的一個實施例是將主放電電極背部寬度由原來的32mm縮小到20mm。

如圖2所示，主放電電極〔2、3〕固定在開孔的絕緣片〔8〕和同樣絕緣材料做成的光學諧振腔座〔9〕上。光學諧振腔由固定在光學諧振腔座〔9〕上的鍍金全反射鏡〔10〕和儲輸出窗〔11〕構成。輸出窗〔11〕固定在由氣密性絕緣材料做成的框架〔12〕一端的凸臺〔13〕上。上蓋板〔14〕和下蓋板〔15〕由金屬材料制成，它們分別與主放電電極〔2、3〕電接觸，上蓋板〔14〕和下蓋板〔15〕用真空氣密性封接到框架〔12〕上，從而形成真空室〔16〕，全反射鏡〔10〕位于真空室內。真空室〔16〕內充有CO₂、N₂和He氣以及少量H₂氣，充排氣管<未畫出>可以連到框架〔12〕上的某一部位。用金屬絲燒成的線圈〔17〕連接上下蓋板〔14、15〕之間。無感陶瓷貯能和振蕩電容器〔18、19〕分別焊接在上下蓋板〔14、15〕上，下蓋板〔15〕上還裝有充氣火花隙〔20〕。激光管和與之組成整體的電容器組〔18、19〕以及火花隙〔20〕裝在一個矩形金屬管〔21〕里，金屬管〔21〕與電容器組〔18、19〕和火花隙〔20〕的另一極電氣相連。從而構成布魯明（Blumine）形式的激勵電路，作為Blumine電路接地板的金屬管〔21〕與金屬前端蓋〔22〕，后端蓋〔23〕一起又成為激光器激勵電路組合的屏蔽殼體。觸發火花隙〔20〕所需的高壓脈沖由高壓脈沖變壓器〔25〕提供，高壓脈沖變壓器〔24〕安置在后端蓋〔23〕上，后端蓋〔24〕上還裝有一個高壓絕緣子〔25〕，以便把直流高壓從接地的屏蔽殼外引入。

該組合式TEA CO₂激光器的工作過程是：當直流高壓（例如25KV）從絕緣子〔25〕引入，接到電容器〔18〕的高壓端，使該電容器組充電，通過線圈〔17〕另一組電容器〔19〕也充電充到相同的電壓。因而主放電電極〔2、3〕之間沒有電位差。激光器工作時，從脈沖輸入接口〔26〕輸入一觸發脈沖，經變壓器〔24〕升壓后的高壓脈沖，由耐高壓的硅橡膠線〔27〕接到充氣火花隙〔20〕的觸發極上，使充氣火花隙〔20〕觸發后導通，電容器組〔19〕通過火花隙〔20〕放電，并在反方向充電直到接近25KV。線圈〔17〕的電感量應選擇得對快速放電回路呈現高阻抗，因此，在火花隙〔20〕導通期間對電容器組〔18〕上的電壓沒影響。隨著電容器組〔19〕在反方向充電，主放電電極〔2、3〕之間出現脈沖電壓，其峰值接近于兩倍直流輸入電壓。在脈沖電壓上升過程中，燒結在云母片〔4、5〕上的銀粉層〔6、7〕與主放電電極〔2、3〕之間的四個角區首先建立起強電場，引起電暈放電。隨著脈沖電壓的上升，電暈放電將過渡到火花絲放電，在放電區整個軸向長度上出現排列整齊的火花絲，這種火花絲將提供預電離，使隨著發生的主放電電極之間的輝光放電穩定，使激光器工作介質得到有效的泵浦。