一种阵列式放电元件及阵列电极型脉冲放电气体激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种阵列式放电元件及阵列电极型脉冲放电气体激光器，该放电元件包括金属基板、多个单元电极和多个预电离针；所述金属基板上设置有多个呈阵列排布的电极安装孔；所述单元电极一一对应安装在每个所述电极安装孔中；所述预电离针一一对应套设于所述单元电极的内部中心位置；该气体激光器包括阵列式放电元件、峰化电容、多个储能电容和地电极，所述放电元件与所述多个储能电容对应连接，所述峰化电容一端与所述放电元件连接，另一端与地电极连接；本发明专利技术预电离针在电极平面的均匀分布，可以使电极空间的的电离电荷更趋于均匀分布，达到整体均匀预电离的效果，有利于主放电的均匀进行。的均匀进行。的均匀进行。

【技术实现步骤摘要】
一种阵列式放电元件及阵列电极型脉冲放电气体激光器


[0001]本专利技术涉及高功率气体激光器
，更具体的说是涉及一种阵列式放电元件及阵列电极型脉冲放电气体激光器。

技术介绍

[0002]以激光器为代表的能量光电子产业已经成为现代高技术产业的重要门类。在激光领域，尽管固体激光技术取得了极大的发展，但是气体激光器也一直作为一种重要的高功率激光器件在获得技术进步和应用的发展，其原因在于气体激光器所具有的功率高、使用成本较低、维护简单、寿命长等特点，特别是脉冲激光的破坏机理是复杂得多的力学效应和热效应的结合，能更有效地将其能量传入靶中，并且可以产生连续波激光辐射不能得到的冲击效应，使得此种激光器成为特种加工的有力工具。
[0003]目前，高功率脉冲气体激光器商品化器件功率主要在2Kw
‑
5kW水平，而满足切割、改性等相关应用需要激光功率在万瓦左右，所以距离市场对其功率的需求还有很大差距，因此高功率脉冲气体激光器件的发展，主要还是在于如何提高输出功率及工作稳定性。对于脉冲制式的放电激励激光器而言，提高激励能量可以实现高功率输出；提高重复频率可以实现输出功率的增加；压缩激光的脉宽也可以实现激光作用效果的提升；但这些都无疑会加大放电系统的负荷，使其难以保持均匀稳定的放电状态，这样就需要新的结构来满足大电流下的均匀放电和稳定工作。对于高功率脉冲气体激光器，主放电电极的状态成为决定激光性能的重要部分，很大一部分的激光器运行劣化都是由于电极的局部烧蚀，局部型面改变，多处的定点放电等形成异常放电而导致。r/>[0004]因此，如何通过改变电极工作条件来实现高功率激光输出是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种阵列式放电元件及阵列电极型脉冲放电气体激光器，
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种阵列式放电元件，包括金属基板、多个单元电极和多个预电离针；所述金属基板上设置有多个呈阵列排布的电极安装孔；所述单元电极一一对应安装在每个所述电极安装孔中；所述预电离针一一对应套设于所述单元电极的内部中心位置。
[0008]进一步的，所述单元电极为筒式结构，所述单元电极的顶部具有环形挡片；所述环形挡片的内环面积为外环面积的1/3。
[0009]进一步的，还包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述单元电极内壁和所述预电离针之间。
[0010]进一步的，所述单元电极和所述预电离针均由耐高温、耐烧蚀的合金材料制成，所述绝缘层的材质为陶瓷。
[0011]进一步的，所述单元电极的筒体部分的材质为不锈钢。
[0012]进一步的，所述预电离针的高度不高于所述单元电极的内壁。
[0013]进一步的，所述单元电极的内筒直径为6mm，外径为10mm，高为15mm，相邻两个单元电极间距2mm；所述预电离针直径为2mm，高度为12mm；所述单元电极与所述预电离针之间设置相应尺寸的绝缘层厚为2mm，高度为10mm。
[0014]进一步的，所述金属基板的尺寸为：宽60mm，长1000mm，高度25mm；所述金属基板上布设有400个单元电极；沿所述金属基板的宽度方向每列排布5个单元电极，沿所述金属基板的长度方向每行排布80个单元电极。
[0015]一种阵列电极型脉冲气体激光器，其特征在于，包括阵列式放电元件、峰化电容、多个储能电容和地电极，所述放电元件与所述多个储能电容对应连接，所述峰化电容一端与所述放电元件连接，另一端与地电极连接。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种一种阵列式放电元件及阵列电极型脉冲放电气体激光器，预电离针在电极平面的均匀分布，可以使电极空间的的电离电荷更趋于均匀分布，达到整体均匀预电离的效果，有利于主放电的均匀进行；
[0018]筒电极的针式尖端结构也有利于放电的引发和进行，使得每个筒式电极成为一个必然的放电单元，这样组合起来形成的放电主体能量分布就会比较均匀，就会抑制异常放电现象的形成。
[0019]起到稳定放电作用的还有筒式电极的耐高温、耐烧蚀合金电极材料，电极型面的有效保持就是稳定放电的保证，而传统的电极形式，由于电极尺寸较大，不可能用合金电极材料加工而成，也就无法达到本例电极所具有的优异的放电性能。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1附图为本专利技术提供的一种阵列式放电元件俯视图；
[0022]图2附图为本专利技术提供的一种阵列式放电元件侧视图；
[0023]图3附图为本专利技术提供的一种阵列式放电元件的单元电极结构示意图；
[0024]图4附图为本专利技术提供的一种阵列电极型脉冲气体激光器电路图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]如图1、图2和图3，本专利技术实施例公开了一种阵列式放电元件，包括金属基板、多个
单元电极1和多个预电离针3，金属基板上设置有多个电极安装孔，电极安装孔为阵列式分布结构，在每个阵列式电极安装孔中安对应安装一个单元电极1，在每个单元电极1的内部中心位置对应安装一个预电离针3。
[0027]其中，一个单元电极1与一个预电离针3构成一个针单元，针单元通过机械方式固定在金属基板上的电极安装孔内；电极安装孔在金属基板上均匀分布，因此，预电离针3在金属基板的电极平面上也是均匀分布的，可以使极空间的的电离电荷更趋于均匀分布，达到整体均匀预电离的效果，有利于主放电的均匀进行。
[0028]在另一实施例中，单元电极1为筒式电极，单元电极1包括顶部圆面，在顶部圆面上设置有圆形通孔，形成顶部圆环，圆形通孔面积为顶部圆面的1/3；在本实施例中，筒式电极的尖端结构也有利于放电的引发和进行，使得每个筒式结构成为一个必然的放电单元，这样形成的放电主体能量分布就会比较均匀，从而抑制异常放电现象。
[0029]在本实施例中，还包括绝缘层2，绝缘层2设置在单元电极1内壁和预电离针3之间。
[0030]在本实施例中，筒式电极的筒体部分采用不锈钢加工而成，顶部环形部位及预电离针3采用耐烧蚀合金材料加工而成；筒电极与预电离针3之间的绝缘层2为陶瓷材料加工而成。
[0031]在另一实施例中，单元电极1和预电离针3均由耐高温、耐烧蚀的合金材料制成；筒式电极的耐高温、耐烧蚀合金电极材料能够起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵列式放电元件，其特征在于，包括金属基板、多个单元电极和多个预电离针；所述金属基板上设置有多个呈阵列排布的电极安装孔；所述单元电极一一对应安装在每个所述电极安装孔中；所述预电离针一一对应套设于所述单元电极的内部中心位置。2.根据权利要求1所述的一种阵列式放电元件，其特征在于，所述单元电极为筒式结构，所述单元电极的顶部具有环形挡片；所述环形挡片的内环面积为外环面积的1/3。3.根据权利要求2所述的一种阵列式放电元件，其特征在于，还包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述单元电极内壁和所述预电离针之间。4.根据权利要求3所述的一种阵列式放电元件，其特征在于，所述单元电极和所述预电离针均由耐高温、耐烧蚀的合金材料制成，所述绝缘层的材质为陶瓷。5.根据权利要求4所述的一种阵列式放电元件，其特征在于，所述单元电极的筒体部分的材质为不锈钢。6.根据权利要求1所述的一种阵列式放电元件，其特征在于，所述预电离针...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕栋栋，费红阳，彭鸿雁，丁蕴丰，张铁民，王春妮，李功捷，孙丽，张焓笑，潘孟美，刘晓莹，王德波，
申请(专利权)人：海南师范大学，
类型：发明
国别省市：