[其他]無水冷卻氣體激光器

無效

• 申請號: 86209434
• 申請日: 1986-11-19
• 公開（公告）號: CN86209434U
• 公開（公告）日: 1987-07-22
• 發明（設計）人: 王瑞峰;張曉軍;任文華
• 申請（專利權）人: 成都電訊工程學院
• 主分類號: H01S3/22
• 分類號: H01S3/22;H01S3/04
• 代理公司: 成都電訊工程學院專利代理室
• 代理人: 盛明潔,馬新民

本實用新型屬激光技術領域。

眾所周知，氣體激光器是一種常見的激光器件，工作時，它會放出大量的熱量，不及時排走這些熱量，對某些氣體激光器（如CO₂、CO、Aγ激光器）是不充許的。目前，廣泛使用流動水冷卻氣體激光器，即水冷氣體激光器。

水冷氣體激光器有如下缺點：1、工作不方便，因激光器工作時需要水冷，在缺水場合，此類激光器就無法工作。2、工作不安全。激光器工作時，若未及時通水冷卻或供水突然中斷，都會引起激光器炸裂。3、需要一定的冷卻費用及附加裝置。

為了克服上述缺點，人們對氣體激光器實現無水冷卻工作進行了大量地研究探討，但至今未見到此項工作成功的公開報道。

本實用新型的目的是提出一種具有實用價值的無水冷卻氣體激光器，使它方便、有效、安全地使用于各種場合。

實現本實用新型的無水冷卻氣體激光器包括冷卻裝置和由放電管（5）、兩腔鏡（3）、（4）組成的激光管，其技術關鍵是使用熱管裝置作為激光器的冷卻裝置。它的基本構造如下：

放電管（5）、散熱管（6）和毛細材料（7）以及工作液體構成了熱管裝置。放電管作為熱管裝置的熱端，散熱管作為熱管裝置的冷端，毛細材料附在放電管外壁和散熱管的內壁上，工作液體裝在熱管裝置中，使其浸濕毛細材料。整個熱管裝置實現真空密封。

熱管裝置中，放電管（熱端）與散熱管（冷端）的相對位置采用偏心結構或同心結構。當使用偏心結構時可以加大相變面積，減小工作液體。

工作液體選用乙醇溶液、丙酮溶液及離子水。一般說來，雖然水有利于傳導大功率，但熱平衡時間較長，加入乙醇或丙酮溶液后，可以有效地縮短激光管穩定的工作時間，同時由于丙酮或乙醇氣化溫度低，有利于降低工作液體的溫度，因而也所以提高激光器的功率。

毛細材料可根據工作液體的濕潤性選用高目數的金屬絲網，如銅絲網、鋼絲網、鈦絲網，還可選用玻璃纖維或鎳纖維。

散熱管由導熱性能好的金屬材料制成，其材料根據與工作液體的相容性選用銅、鎳或不銹鋼。

按熱管工作原理，當放電管受熱時，附在放電管管壁上的毛細材料中的工作液體就蒸發，蒸氣流向散熱管管壁，受到冷卻使蒸氣凝結成液體，液體靠毛細力的作用回到放電管管壁上的毛細材料中。如此循環，熱量由放電管傳到散熱管上，再由散熱管傳到周圍的空氣中。這樣就滿足了放電管的散熱要求，達到了無水冷卻的目的。

采用上述冷卻裝置的氣體激光器，實現了無水情況下的正常工作，這樣的氣體激光器既使用方便，又安全可靠，并且與水冷氣體激光器比較，還降低了冷卻費用，減少了附加裝置。

下面結合附圖1、附圖2所表示的實施例對本實用新型作進一步的描述。

附圖1為未焊有散熱片的無水冷卻氣體激光器結構示意圖。

圖中（1）為陽極、（2）為陰極、（3）為全反射鏡、（4）為輸出鍺平面鏡、（5）為放電管、（6）為散熱管、（7）為毛細材料、（8）、（9）為散熱管與放電管的封接處。

附圖2為無水冷卻氣體激光器冷卻裝置幾種不同結構的端面示意圖。

圖中（5）為放電管、（6）為散熱管、（7）為毛細材料。

在附圖1中，放電管（5）外壁和散熱管（6）內壁附有毛細材料銅絲網（7）。散熱管（6）是用銅片制成的圓管，散熱管與放電管封接處（8）、（9）采用可伐匹配封接，以保證不同材料封接的密封性能，之后再對冷卻裝置進行真空排氣，達到真空度10^－3至10^－4mmg后充入容積比為8：2的離子水加丙酮的溶液，并進行真空密封。這里，散熱管（6）與放電管（5）的相對位置采用偏心結構。

全反射鏡（3）為R＝100mm的凹面鏡，鍺平面鏡（4）鍍有增透膜與增反膜，其透過率為14～16％，腔鏡（3）、（4）是將做成的激光管管殼架在光具座上，在平行光管的監視下磨貼的。磨貼好的管子先抽真空，當極限真空達到10^－5mmg時分別充入CO₂、CO、He和Xei四種氣體，其配方為1：1：8：0.1，總氣壓32乇。老煉四小時再重新充氣，待出光功率達到額定值以上時封密。即制成如圖1所示的激光器。

根據不同的實際需要，熱管裝置中散熱管本身的結構，以及作為冷端的散熱管與作為熱端的放電管相對位置亦有幾種不同的結構。附圖2中例出了（a）、（b）、（c）、（d）四種不同結構的端面圖。其中（a）為散熱管是梯形管的偏心結構，（b）為散熱管是圓管的同心結構，（c）為散熱管是圓管的偏心結構，（d）為散熱管是矩形管的同心結構。

當需要排出的熱量較大時，可在散熱管外壁焊上散熱片。