[發明專利]一種新型同軸脈沖閃光燈裝置

無效

• 申請號: 92112658.1
• 申請日: 1992-10-29
• 公開（公告）號: CN1026742C
• 公開（公告）日: 1994-11-23
• 發明（設計）人: 高國昌
• 申請（專利權）人: 中國科學院安徽光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/091
• 分類號: H01S3/091;H01S3/092
• 代理公司: 中國科學院合肥專利事務所
• 代理人: 周國城

本發明是一種新型同軸脈沖閃光光燈，屬激光物質的光學泵浦光源。

目前，國內常用的激光泵浦光源幾乎全是用直管脈沖閃光燈。而直管閃光燈的固有缺點之一是自身電感較大，很難達到閃光脈寬微秒量級，因而用它泵浦短激發態壽命的激光介質，例如，染料激光和摻鈦寶石激光等激光器件時，總是效率很低。此外，直管閃光燈在短放電放脈寬下使用時，發光效率很低，允許的使用能量也很低，而且使用壽命短。例如，電極間距10厘米的直管閃光燈，允許的能量為20～30焦耳/脈沖，當閃光脈寬為50微秒時，在40～50焦耳/脈沖條件下使用，一次放電或者至多幾十次放電之后，直管閃光燈的發光效率就大大降低甚至發生爆炸。用國產電極間距為20厘米的直管閃光燈泵浦染料激光器件，激光輸出最多是幾十至一百毫焦耳/脈沖，用直管閃光燈泵浦長度只有幾厘米長的摻鈦寶石光器，即使采用雙燈泵浦和雙橢圓聚光筒，激光輸出最多只能達到幾十毫焦耳/脈沖，而且使用壽命很短。另外用直管閃光燈泵浦激光介質時，必須采用聚光成像法去照明激光工作物質，但很難實現對激光介質均勻照明，因而一般激光光束質量較差，除非采用專門的選模技術來提高光束質量，但那樣又會大大降低激光效率。因此，用直管脈沖閃光燈作激光泵浦光源有其不可克服的缺點。

本發明的目的是克服已有激光泵浦光源存在的缺點，設計一種實用性強，高能量，短脈沖，長壽命，高重復率的激光物質的光學泵浦光源-一種新型同軸脈沖閃光燈。

本發明由三部分組成：

一.同軸脈沖閃光燈主體;

二.圓柱形同軸流體緩沖器;

三.圓柱形同軸外部流體冷卻套

這三部分緊密地連接成一個高能量短脈沖同軸閃光燈裝置整體。

下面結合附圖對本發明說明之。

附圖1是本發明的剖視圖。

本發明的第一部分同軸脈沖閃光燈主體部分由燈端法蘭盤14，燈內管4，燈外管5，正電極7，7′，負電極8，8′，絕緣子9，聚光層10，兼作負極聯線的保護層11等構成;

第二部分圓柱形同軸流體緩沖器由：燈端法蘭盤14，流體緩沖器帽17構成;

第三部分圓柱形同軸外部冷卻套由：燈端法蘭盤14和外部冷卻套壁25組成。

燈端法蘭盤14為三個組成部分的中間公用物，但在同軸閃光燈無內部冷卻液時，不能使用。

工作時，同軸脈沖閃光燈主體部分的燈內管4和燈外管5之間的夾層空間構成放電通道6，在要求進行最短的脈沖放電時，使用正極7和負極8′，放電脈寬約1us左右;當要放電脈寬大于10us時，使用正極7和8。同軸流體緩沖器是為了燈內均勻冷卻。當冷卻液為激光染料溶液時，染料溶液可單獨作為激光介質使用，同時兼作燈內管冷卻液。染料由外循環泵通過入口22進入，在流體緩沖器中減速和穩定，然后均勻地流過燈內管4的內部到17端，再由流體出口22′流出，經管道流回液體容器。當泵浦固體激光棒時，固體棒的兩端分別架在兩端流體緩沖器的中心孔中，流體是在激光棒與燈內管構成的夾層中流動，同時冷卻激光棒和燈內管。如果冷卻液采用激光染料溶液，那么冷卻液除了起冷卻作用外，還可起到熒光轉換泵浦的作用，這就大大提高了泵浦效率。圓柱形同軸外部冷卻套，是外部冷卻液經循環泵由入口26進入外冷卻套，外部冷卻液充滿外部冷卻套腔27，再由出口26′流出，經管道流回外部冷卻液容器，作用是帶走燈電極及燈外管因放電而產生的熱量，以保證在重復頻率工作中電極和外燈管不會過熱，同時也保證燈的真空密封膠合物不會因過熱而破壞，從而延長了燈的使用壽命。

本發明的設計既科學又合理體現在：

一、同軸脈沖閃光燈主體部分：

1.為了實現對稱均勻地照明激光介質，整體采用同軸結構。燈內管4燈外管5，聚光反射層10，兼作電極引線的金屬保護層11，電極7和7′，電極8和8′，絕緣子9，燈端法蘭盤14，兩端的流體緩沖器帽17，外部冷卻套壁25以及密封環19和壓環20均為同軸結構。燈內管4和燈外管5均由高質熔融石英玻璃管制成，它們之間的環柱形夾層構成高溫等離子體放電通道6，正電極7和負電極8′中夾有橡膠絕緣子9，燈外管5外面附有圓筒聚光反射層10，10的外面附有兼作負極引線的圓筒形金屬膜保護層11，電極7與石英燈內管4及燈外管5之間的密封連接采用膠封12，同軸燈的真空封離口13在燈外管5一端的加粗部位的側面，絕緣子9靠在正電極7的側面。這一設計結果，使得在兩電極之間燈管中段有效利用的長度內無任何影響光照均勻的因素，從而保證激光介質可以得到均勻的照明。