一种新型二氧化碳射频金属激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种新型二氧化碳射频金属激光器，包括激光器腔体、整形腔体，激光器腔体内设置有上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板；上电极位于激光器腔体内的上凹槽中，下电极位于激光器腔体内的下凹槽中，放电区左侧挡板位于激光器腔体内的左凹槽中，放电区右侧挡板位于激光器腔体内的右凹槽中，上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板通过顶丝固定于激光器腔体内；上电极、下电极和放电区左侧挡板、放电区右侧挡板之间用定位球固定绝缘，并形成长方形射频放电通道。本发明专利技术提供的激光器具有结构简单紧凑、加工精度高、无光束旁瓣的优点，并且电极之间的位置可调，使得电极之间的距离便于专业操作人员进行调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光器的
，特别涉及一种新型二氧化碳射频金属激光器。
技术介绍
新型二氧化碳射频金属激光器，是近年来工业激光市场上发展最为迅速的技术之一，被认为是玻璃管封离二氧化碳激光器的最佳替代品。它采用全金属化结构，具有体积小、全封闭、装置紧凑、封离运转、免维护、成本低、调制特性优良、输出光束质量高(比玻璃管精细3倍多)、注入功率密度高、工作电压低、输出功率方便可调、功率稳定性优异、运行可靠性高等特点，更为重要的是，新型二氧化碳射频金属激光器还具有使用寿命长(一般在20000小时以上)、维修成本低、充气后还可重复使用，且无需更换等优势；在各类商用激光器中，二氧化碳激光器的每瓦输出成本最低，插头效率较高，在10％-12％之间，其应用包括柔性材料、非金属固性材料和的高速切割、雕刻、焊接等。这些优势，使得新型二氧化碳射频金属激光器，非常适合工业化连续作业生产。但是，现有技术中，二氧化碳射频激光器电极在电极进行精加工安装以后，电极之间的距离无法调整，当电极需要优化调整时，则需要重新拆装激光器腔体设，修改相关器件的尺寸参数，由于激光器腔体为真空腔体，属于精密部件，上述调整方式需要专业器械和人员，使得在调整的过程中可能存在影响激光器腔体的相关参数的问题；再者，现有技术中，二氧化碳激光器光路系统还存在光束旁瓣、加工精度不高的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种加工精度高、无光束旁瓣的新型二氧化碳射频金属激光器，以克服当电极需要优化调整时，需要重新拆装激光器腔体设置要修改相关器件的尺寸参数，由于激光器腔体为真空腔体，属于精密部件，上述调整方式需要专业器械和人员，使得在调整的过程中可能存在影响激光器腔体的相关参数的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种新型二氧化碳射频金属激光器，包括激光器腔体、整形腔体，激光器腔体内设置有上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板；上电极位于激光器腔体内的上凹槽中，下电极位于激光器腔体内的下凹槽中，上电极和下电极沿激光器腔体的纵向平行放置；放电区左侧挡板位于激光器腔体内的左凹槽中，放电区右侧挡板位于激光器腔体内的右凹槽中，上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板通过顶丝固定于激光器腔体内；上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板的竖直截面呈T字形；上电极、下电极和放电区左侧挡板、放电区右侧挡板之间用定位球固定绝缘，定位球材质为氧化铝陶瓷，直径为2mm；上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧形成长方形射频放电通道。作为进一步的技术方案，激光器腔体整体呈长方体；上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板组成的区域形成密闭的储气室，储气室内为CO2、N2、He和Xe的混合气体，并控制混合气体的最佳总气压在10～12kPa之间，最佳气体混合比为CO2：N2：He：Xe＝16:16:63:5。作为进一步的技术方案，上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板通过上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板上设置的顶丝进行高度的调整。作为进一步的技术方案，整形腔体包括平面反射镜、球面聚焦镜、空间滤波器、柱面镜以及球面准直镜构成；激光器腔体内的上电极、下电极产生的激光束依次通过其内设置的谐振腔输出镜、窗口镜进入整形腔体，激光束进入整形腔体依次通过平面反射镜、球面聚焦镜、空间滤波器、柱面镜以及球面准直镜进行整形。作为进一步的技术方案，上电极、下电极沿长度方向侧端的对应位置均匀设置有多个电感定位孔，上电极、下电极之间通过每组对应设置的电感定位孔内设置的匹配电感连接；上电极的顶丝和上电极的电感定位孔之间、下电极的顶丝和下电极的电感定位孔之间均开有通槽。作为进一步的技术方案，激光器腔体上方设置有风扇，风扇通过激光器腔体上的多个螺孔用螺丝固定连接。作为进一步的技术方案，激光器腔体的左右两个外侧壁上均设置有散热翼片；散热翼片与激光器腔体为一体结构，整体挤压成型。作为进一步的技术方案，为增大输出功率，激光器腔体内还设置有若干对折返镜，折返镜位于谐振腔输出镜的前面。作为进一步的技术方案，激光器腔体、上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板材质为铝合金，均为挤压拉制而成。作为进一步的技术方案，激光器腔体上方设置有一台阶，台阶上设置有电路安装槽，电路安装槽内部装有控制电路板、射频电源板和电极。采用上述技术方案，由于上电极位于激光器腔体内的上凹槽中，下电极位于激光器腔体内的下凹槽中，放电区左侧挡板位于激光器腔体内的左凹槽中，放电区右侧挡板位于激光器腔体内的右凹槽中，上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板通过顶丝固定于激光器腔体内；上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板与激光器腔体为分体结构，位置可调，使得整体结构简单紧凑，上电极、下电极之间的距离便于专业操作人员进行调整。上电极、下电极和放电区左侧挡板、放电区右侧挡板之间用定位球固定绝缘，上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧形成长方形射频放电通道，保证了在射频放电时，电极与侧挡板之间互不干扰。此外，上电极和下电极间距可以通过顶丝调节，上电极与放电区左侧挡板、放电区右侧挡板的间距可以通过顶丝调节，放电区左侧挡板与放电区右侧挡板的间距可以通过顶丝调节，下电极与放电区左侧挡板、放电区右侧挡板的间距可以通过顶丝调节。上电极顶丝和上电极电感定位孔之间、下电极顶丝和下电极电感定位孔之间均开有通槽。该电极结构不仅方便激光器腔体和上电极、下电极的安装，而且实现了上电极、下电极之间距离的微调。本专利技术的激光产生后进入上部的整形腔体，光束依次通过平面反射镜、球面聚焦镜、空间滤波器、柱面镜以及球面准直镜，可满足整形后的光束在7000毫米距离两个方向上的束宽基本一致，光束半宽差值在0.15毫米内。完全可以认为整形后的光束在7000毫米的范围内是准直光束，保证可以满足绝大多数激光加工系统的需要。附图说明图1为本专利技术一种新型二氧化碳射频金属激光器的系统结构示意图；图2为本专利技术一种新型二氧化碳射频金属激光器的激光器腔体结构示意图；图3为本专利技术一种新型二氧化碳射频金属激光器的折返镜结构示意图。图中，1-激光器腔体，2-整形腔体，3-上电极，4-下电极，5-放电区左侧挡板，6-放电区右侧挡板，7-顶丝，8-定位球，9-储气室，10-电感定位孔，11-匹配电感，12-散热翼片，13-谐振腔输出镜，14-窗口镜，15-折返镜，16-平面反射镜，17-球面聚焦镜，18-空间滤波器，19-柱面镜，20-球面准直镜，21-电路安装槽。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1至图3所示，本专利技术的一种新型二氧化碳射频金属激光器，包括激光器腔体1、整形腔体2，激光器腔体1为左右对称结构，内设置有上电极3、下电极4、放电区左侧挡板5、放电区右侧挡板6。上电极3位于激光器腔体1内的上凹槽中，下电极4位于激光器腔体1内的下凹槽中，上电极3和下电极4沿激光器腔体1的纵向平行放置；放电区左侧挡板5位于激光器腔体1内的左凹槽中，放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型二氧化碳射频金属激光器，其特征在于，包括激光器腔体、整形腔体，所述激光器腔体内设置有上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板；所述上电极位于所述激光器腔体内的上凹槽中，所述下电极位于所述激光器腔体内的下凹槽中，所述放电区左侧挡板位于所述激光器腔体内的左凹槽中，所述放电区右侧挡板位于所述激光器腔体内的右凹槽中，所述上电极、所述下电极、所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧挡板通过顶丝固定于所述激光器腔体内；所述上电极、所述下电极、所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧挡板的竖直截面呈T字形；所述上电极、所述下电极和所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧挡板之间用定位球固定绝缘，所述上电极、所述下电极、所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧形成长方形射频放电通道。

【技术特征摘要】
1.一种新型二氧化碳射频金属激光器，其特征在于，包括激光器腔体、整形腔体，所述激光器腔体内设置有上电极、下电极、放电区左侧挡板、放电区右侧挡板；所述上电极位于所述激光器腔体内的上凹槽中，所述下电极位于所述激光器腔体内的下凹槽中，所述放电区左侧挡板位于所述激光器腔体内的左凹槽中，所述放电区右侧挡板位于所述激光器腔体内的右凹槽中，所述上电极、所述下电极、所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧挡板通过顶丝固定于所述激光器腔体内；所述上电极、所述下电极、所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧挡板的竖直截面呈T字形；所述上电极、所述下电极和所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧挡板之间用定位球固定绝缘，所述上电极、所述下电极、所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧形成长方形射频放电通道。2.根据权利要求1所述的新型二氧化碳射频金属激光器，其特征在于，所述激光器腔体整体呈长方体；所述上电极、所述下电极、所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧挡板组成的区域形成密闭的储气室，所述储气室内为CO2、N2、He和Xe的混合气体，并控制混合气体的最佳总气压在10～12kPa之间，最佳气体混合比为CO2：N2：He：Xe＝16:16:63:5。3.根据权利要求2所述的新型二氧化碳射频金属激光器，其特征在于，所述上电极、所述下电极、所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧挡板通过所述上电极、所述下电极、所述放电区左侧挡板、所述放电区右侧挡板上设置的所述顶丝进行高度的调整。4.根据权利要求1所述的新型二氧化碳射频金属激光器，其特征在于，所述整形腔体包括平面反射镜、球面聚焦镜、空间滤波器、柱面镜以及球面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张津，
申请(专利权)人：北京康迪光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11