一种CO2气体激光器激励装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种CO2气体激光器激励装置，包括直流电源、高频脉冲电源、镇流电阻、阴极、绝缘板和阳极；阴极的一端通过所述镇流电阻与所述高频脉冲电源的输出端连接；所述阴极的另一端通过所述绝缘板固定；所述高频脉冲电源的输入端通过所述直流电源连接至所述阳极；所述阴极与所述阳极相对设置，通过在阴极与阳极之间施加高压，使得工作气体放电，产生激光。本实用新型专利技术在针板电极之间加上合适的电压可以使得其间的工作气体放电，产生激光。该方案使用了直流叠加高频脉冲电源替代了传统的直流电源，避免了弧光放电，可以获得大体积稳定的辉光放电，并且可以控制输出光功率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于激光
，更具体地，涉及一种CO2气体激光器激励装置。
技术介绍
CO2激光器是最重要、用途最广泛的气体激光器之一。为了使得高能横流CO2激光在高压下能获得大体积均匀和稳定放电，目前已有了诸如脉冲预电离、紫外预电离、电子束预电离等方法。由于输出功率大、技术简单、成本低等因素，第一代工业用CO2激光器使用直流激励，现在它仍占据着大量的市场份额。直流激励分为串联线性调整电源、可控硅中频电源、PWM式DC-DC高频开关电源、谐振式开关电源。直流电源虽然应用广泛，镇流电阻要消耗很高一部分的能量，光电转换效率低；放电不稳定，限制了注入功率密度的提高；电源功率因数低，不利于节能；很难做到连续－脉冲运行转换，无法满足高性能激光加工的要求；放电电压太高，给更高频率的高压电源的研制带来困难。近20年来，发展了射频激励技术，其特点为放电具有正向伏安特性，可实现持续放电，电能利用率高；放电稳定，可实现大面积均匀放电；注入功率密度高，器件的体积大为缩小；工作电压低，有利于提高器件寿命，并且使用安全；射频波可实现高频幅度调制，输出光功率的控制程度高；能灵活地实现从连续到脉冲的转换以及脉宽和脉冲频率的调节等。但是射频激励需要十分昂贵的射频功率发生器，而且会对环境产生污染。结合直流激励和射频激励两种方法，我们提出了一种直流叠加高频脉冲激励的新型装置，可以使得所需的直流电压降低，并且可以通过调制高 频电压的幅度对激光输出进行调制。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种CO2气体激光器激励装置，由此解决传统直流电源激励产生的大体积弧光放电，不能对输出光功率进行调制的技术问题。本技术提供了一种CO2气体激光器激励装置，包括直流电源、高频脉冲电源、镇流电阻、阴极、绝缘板和阳极；所述阴极的一端通过所述镇流电阻与所述高频脉冲电源的输出端连接；所述阴极的另一端通过所述绝缘板固定；所述高频脉冲电源的输入端通过所述直流电源连接至所述阳极；所述阴极与所述阳极相对设置，通过在所述阴极与所述阳极之间施加高压，使得工作气体放电，产生激光。更进一步地，所述阴极为针状，所述阳极为板状。更进一步地，所述镇流电阻的个数等于所述阴极的个数，均为多个。使用了多排串联了镇流电阻的针装阴极和板状阳极，并且针状阴极是通过穿过绝缘板固定。使用了适当气压和比例的CO2工作气体通过针板电极时，通过在针板电极之间加高压使其产生均匀辉光放电，产生激光。更进一步地，所述阴极与所述阳极之间的距离为10mm-50mm。更进一步地，所述板状阳极通过水冷却。本技术使用了直流电源叠加高频脉冲电源作为激励，在针板电极之间加上合适的电压可以使得其间的工作气体放电，产生激光；通过改变高频电压的幅值来对激光输出进行调制。使用了直流叠加高频脉冲电源替代了传统的直流电源，避免了弧光放电，可以获得大体积稳定的辉光放电，并且可以控制输出光功率。解决传统直流电源激励产生的大体积弧光放电，不能对输出光功率进行调制的技术问题。附图说明图1是本技术提供的CO2气体激光器激励装置的结构示意图；在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为直流电源、2为高频脉冲电源、3为镇流电阻、4为针状阴极、5为绝缘板、6为阳极、7为工作气体。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本技术的目的在于提供一种新型的CO2激励方式，使用了直流叠加脉冲电源，该方式解决了传统直流电源激励产生的大体积弧光放电，不能对输出光功率进行调制的问题。本技术提供的CO2气体激光器激励装置是一种直流叠加脉冲激励放电装置，包括：直流电源1、高频脉冲电源2、镇流电阻3、针状阴极4、绝缘板5、阳极6、工作气体7；工作时，直流电源1和高频脉冲电源2构成的直流叠加高频脉冲电源给针状阴极4和阳极6之间加高压使工作气体7放电，产生激光。本技术在针板电极之间加上合适的电压可以使得其间的工作气体放电，产生激光。本技术使用了直流叠加高频脉冲电源替代了传统的直流电源，避免了弧光放电，可以获得大体积稳定的辉光放电，并且可以控制输出光功率。在本技术中，直流电源1可以为3000V；高频脉冲电源2可以为300kHz，1200V。在本技术中，在针状阴极上串联镇流电阻，保护设备，并且镇流电阻通过穿过绝缘板固定。在本技术中，阳极使用水冷，使阴极和阳极保持适当的间距。在本技术中，使用适当气压和比例的CO2工作气体，达到最佳放电效果。下面结合附图对本技术的具体实施过程作进一步说明，该说明只用于帮助理解本技术，但并不对其构成限定。另外，下面涉及到的数值均为参考值。装置使用三排针状阴极4和板状阳极6，阴极上串联10kΩ的镇流电阻3，并且固定在绝缘板5上，阳极通过水冷，阴极和阳极的间距调到30mm。在阴极和阳极间充入气压12kPa、He：N2：CO2＝20：8：1的工作气体。在阴极和阳极两端施加由3000V的直流电源1和1200V、频率300kHz的高频脉冲电源2叠加的激励，使得工作气体7放电，产生激光。另外，可以通过改变高频电压的幅值来对激光输出进行调制。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CO2气体激光器激励装置，其特征在于，包括直流电源(1)、高频脉冲电源(2)、镇流电阻(3)、阴极(4)、绝缘板(5)和阳极(6)；所述阴极(4)的一端通过所述镇流电阻(3)与所述高频脉冲电源(2)的输出端连接；所述阴极(4)的另一端通过所述绝缘板(5)固定；所述高频脉冲电源(2)的输入端通过所述直流电源(1)连接至所述阳极(6)；所述阴极(4)与所述阳极(6)相对设置，通过在所述阴极(4)与所述阳极(6)之间施加高压，使得工作气体(7)放电，产生激光。

【技术特征摘要】
1.一种CO2气体激光器激励装置，其特征在于，包括直流电源(1)、高频脉冲电源(2)、镇流电阻(3)、阴极(4)、绝缘板(5)和阳极(6)；所述阴极(4)的一端通过所述镇流电阻(3)与所述高频脉冲电源(2)的输出端连接；所述阴极(4)的另一端通过所述绝缘板(5)固定；所述高频脉冲电源(2)的输入端通过所述直流电源(1)连接至所述阳极(6)；所述阴极(4)与所述阳极(6)相对设置，通过在所述阴极(4)与所述阳极(6)之间施加高压，使得工作气体(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤舞，王新兵，左都罗，陆培祥，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42