具有分布电感的激光器制造技术

本发明专利技术涉及一种射频激励的激光器组件，包括一对对置的电极和至少一个感应器。该对对置的电极限定出了中间电极间隙，所述中间电极间隙为激光在气体介质内部的传播提供了放电体积；该对对置的电极在所述中间电极间隙中的无激光区内部限定出了一个或多个无放电区。至少一个感应器电连接到两个电极上并且在所述电极之间在所述中间电极间隙内部并在无激光区内部的一个或多个无放电区之内延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
说明书涉及激光器，并且更特别是涉及具有分布电感的激光器。
技术介绍
机器积分器(Machine integrators)和原设备制造厂已经延伸到由低到中等功率 的、密封的CO2气体激光器驱动的应用范围和种类。可以在激光加工领域中使用高功率的 气体激光器来用于金属或者非金属的标记、划线和钻孔，并且用于材料(例如，金属)的切 割和焊接。对于任何工业激光器的设计的选择是以最大功率水平、可靠性和投资与操作成本 为基础的。对于二氧化碳激光器，最大功率和效率是两个重要因素，并且由气体激光器从激 光增益介质中排出不希望有的余热的能力来确定。可以通过扩散到冷却了的壁上或者通过 使加热过的激光气体从放电区流出来进行排热。
技术实现思路
在一个一般方面，射频激励的激光器组件包括一对对置的电极和至少一个感应 器。该对对置的电极限定出了中间电极间隙，所述中间电极间隙为激光器在气体介质内部 的传播提供了放电体积。该对对置的电极在中间电极间隙中的无激光区内部限定出了一个 或多个无放电区。至少一个感应器被电连接到两个电极上，并且至少一个感应器的至少一 部分在电极之间在中间电极间隙内部并且在无激光区内部的一个或多个无放电区的内部 延伸。实施例可以包括一个或多个以下特征。例如，无激光区可以是激光不会在其中传 播的区域。无放电区可以是在中间电极间隙中气体介质未被激励的区域。电极可以是环形的和同轴的，从而一个电极为内部电极并且另一个电极为外部电 极，并且中间电极间隙是限定在所述内部电极和外部电极之间的环形间隙。内部电极可以 是中空的。电极在无放电区处的邻近表面可以通过一足够大的距离分开，以防止在无放电区 内部的外部电极和内部电极之间的等离子体放电。所述电极可以通过一足够大的距离分 开，以在所述放电体积内部提供激光束的自由空间传播。所述电极可以通过一距离来分开， 所述距离在放电体积内部提供了激光束的波导传播。激光器组件可以以大约27兆赫的频率工作，并且至少一个感应器可以限定出大 约0.5米的感应器间隔。激光器组件可以包括电连接到两个电极上以在中间电极间隙的放电体积内部产 生放电的射频激励源，并且至少一个感应器限定出了小于大约为射频激励源工作波长的 1/10的感应器间隔。放电体积可以容纳二氧化碳。在无放电区内部的电极 之间的间隙可以比在放电体积内部的电极之间的间隙大，以便防止在无放电区中发生放电。激光器组件可以包括电连接到两个电极上的激励源，以在中间电极间隙的放电体 积内产生放电。激光器组件可以包括安装在中间电极间隙的端部处的共振器反射镜，以限定出用 于在放电体积内部引导激光的共振器。共振器可以是非稳定共振器。该对电极中的每个电极可以是平面的。在另一个一般方面，射频激励的激光器组件包括圆筒形的内部电极、圆筒形的外 部电极和至少一个感应器，所述圆筒形的外部电极与圆筒形的内部电极是同轴的，以在内 部电极和外部电极之间限定出环形的中间电极间隙，该中间电极间隙限定出放电体积。至 少一个感应器被电连接到内部电极和外部电极两者上并且在内部电极和外部电极之间延 伸，从而至少一个感应器的至少一部分延伸通过该中间电极间隙。实施例可以包括一个或多个以下特征。例如，内部电极可以是中空的。至少一个 感应器可以在内部电极和外部电极之间在中间电极间隙的无放电区内部延伸。在无放电区内部的中间电极间隙可以比在放电体积内部的中间电极间隙大，从而 防止在无放电区中发生放电。所述电极可以通过一足够大的距离分开，以在所述放电体积内部提供激光的自由 空间传播。所述电极可以通过一距离来分开，所述距离在放电体积内部提供了激光的波导传播。激光器组件可以以大约27兆赫的频率工作，并且至少一个感应器可以限定出大 约0.5米的感应器间隔。激光器组件可以按由射频激励源所确定的波长来工作。射频激励源可以被电连接 到两个电极上，以在中间电极间隙的放电体积内发生放电。至少一个感应器限定出了小于 大约为射频激励源工作波长的1/10的感应器间隔。放电体积可以容纳二氧化碳。激光器组件可以包括电连接到两个电极上的激励源，以在中间电极间隙的放电体 积内产生激光放电。激光器组件可以包括安装在中间电极间隙的端部处的共振器反射镜，以限定出用 于在放电体积内部引导激光的共振器。共振器可以是非稳定共振器。至少一个感应器可以是未绝缘的，或者至少一个感应器在中间电极间隙内部的至 少那部分可以是未绝缘的。在另一个一般方面，产生激光放电的方法包括提供一对电极，该对电极限定出了 为激光在气体介质内部的传播提供放电体积的中间电极间隙。该对对置的电极在中间电极 间隙中的无激光区内部限定出了一个或多个无放电区。另外，提供至少一个感应器，其电连 接到两个电极上并且在电极之间在中间电极间隙内部以及在无激光区内部的一个或多个 无放电区的内部延伸。在所述放电体积内部产生激光放电，从而至少一个感应器未接触该 放电。在又一个一般方面，产生 激光放电的方法包括提供一对圆筒形的同轴电极，所述 电极限定出了为激光在气体介质内部的传播提供放电体积的环形的中间电极间隙，提供至 少一个感应器，该感应器电连接到两个电极上并且在电极之间在所述中间电极间隙内部延伸，并且在所述放电体积内部产生激光放电。实施例可以包括一个或多个以下特征。例如，至少一个感应器可以是未绝缘的。在另一个一般方面，射频激励的激光器组件包括一对对置的电极和电极馈通装置 (feedthroughs)，该对电极限定出了为激光在气体介质内部的传播提供放电体积的中间电 极间隙。该对对置的电极在中间电极间隙中的无激光区内部限定出了 一个或多个无放电 区。电极馈通装置各从一个电极延伸到另一个电极上并且通过所述中间电极间隙。每个电 极馈通装置被配置成适合于在第一模式下运行并且被配置成适合于在第二模式下运行，在 所述第一模式中，感应器通过电极馈通装置电连接到两个电极上以在电极之间在中间电极 间隙内部延伸，在所述第二模式中，射频功率源通过电极馈通装置电连接到两个电极上。实施例可以包括一个或多个以下特征。例如，第一电极馈通装置可以按第一模式 来工作，并且第二电极馈通装置可以按第二模式来工作。在另一个一般方面，射频激励的激光器包括一对对置的电极、激励源、共振器反射 镜和至少一个电连接到所述两个电极上的感应器，该对电极限定出了为激光在气体介质内 部的传播提供放电体积的中间电极间隙，所述激励源电连接到两个电极上以在所述中间电 极间隙的放电体积内部发生激光放电，所述共振器反射镜安装在中间电极间隙的端部处以 限定出用于在放电体积内部引导激光的共振器。该对对置的电极在所述中间电极间隙中的 无激光区内部限定出了一个或多个无放电区，和至少一个在电极之间在所述中间电极间隙 内部并且在无激光区内部的一个或多个无放电区内部延伸的感应器。无放电区是在中间电极间隙内部气体介质未被激励的区域。所述无激光区是其中 未传播激光束的区域。激光在由所述中间电极间隙所限定出的放电体积内部传播。射频激励的激光器设计有沿电极的长度分布的一个或多个感应器，感应器的数量 取决于来自射频源的射频信号输出的波长。感应器有效地缩短了传输线的有效长度并且沿 电极减小了电场中的纵向变化。因此，射频激励的激光器以沿电极长度的更均勻地分布的 电压分布来工作，以能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频激励的激光器组件，包括：一对限定出中间电极间隙的对置的电极，该中间电极间隙为激光在气体介质内部的传播提供放电体积，其中，该对对置的电极在该中间电极间隙中的无激光区内部限定出了一个或多个无放电区；以及至少一个感应器，其电连接到两个电极上，并且在该电极之间在该中间电极间隙内并在该无激光区内的一个或多个无放电区的内部延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：FJ维拉里尔绍塞多，J戴勒，S苏姆雷恩，V格朗松，P丹尼尔，
申请(专利权)人：通快公司，通快激光与系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]