谐振腔片外置式二氧化碳激光器制造技术

一种二氧化碳激光器技术领域的谐振腔片外置式二氧化碳激光器，包括：放电管、输出镜、尾镜、隔离透镜、正、负电极和水冷套，两块隔离透镜分别封装于放电管的两端，输出镜和尾镜分别设置于放电管的两端外侧且不与对应的隔离透镜相接触，正、负电极分别设置于放电管的两端，水冷套包覆于放电管的外部。本装置在激光谐振腔输出端和尾端分别使用对10.6μ红外光具有高透过率的透镜将激光气体介质与外界隔离，实现了谐振腔片的外置，能够对激光谐振腔进行安全的且方便有效的实时准直调整。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种二氧化碳激光器
的装置，具体是一种谐振腔片外置式二氧化碳激光器。
技术介绍
在数十瓦、百瓦乃至数百瓦封离型二氧化碳激光器产品中，谐振腔片的结构、配置及准直精度决定了二氧化碳气体激光器的性能，已有的直流高压轴向放电激励的各类二氧化碳激光发生装置的谐振腔都是通过谐振腔片(亦即输出窗和反射镜)将腔内的放电气体介质与外界分隔开。由于已有的这类激光器的激光气体介质是通过施加高电压进行激励的，而高压电极处于谐振腔的两端，谐振腔片既紧挨着谐振腔内的高电位放电介质也接近腔外高压电源的输入端子，且谐振腔片既要能调整空间角度又要保证谐振腔的气密性，这对于激光器制作中谐振腔片的实时准直调整和实际使用来讲都是不方便和不安全的；上述的这些情况是使得现有的这类直流高压轴向放电激励型二氧化碳激光器难以达到数百瓦输出水平的技术障碍之一，能达到批量生产并提供给市场的这类产品目前还尚未见到。经过对现有技术的检索发现，几乎所有的直流高压轴向放电激励的二氧化碳激光发生装置均由谐振腔片(亦即输出窗和反射镜)将腔内的放电气体介质与外界分隔开。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种谐振腔片外置式二氧化碳激光器，在激光谐振腔输出端和尾端分别使用对10. 6 μ红外光具有高透过率的透镜(如ZnSe 等)将激光气体介质与外界隔离，即隔离透镜；而输出窗和尾端反射镜则与隔离透镜保持一定间距安装在隔离透镜的外侧，与放电管同轴；如此便实现了谐振腔片的外置。外置了的谐振腔片可以通过相应的机构对激光谐振腔进行安全的且方便有效的实时准直调整(也即在放电管被施加高电压放电激励时进行谐振腔光路的准直调整，使之达到最佳的功率输出)，这种实时准直调整步骤对激光器的功率输出水平来说是至关重要的。本技术是通过以下技术方案实现的，本技术包括放电管、输出镜、尾镜、 隔离透镜、正、负电极和水冷套，其中两块隔离透镜分别封装于放电管的两端，输出镜和尾镜分别设置于放电管的两端外侧且不与对应的隔离透镜相接触，正、负电极分别设置于放电管的两端，水冷套包覆于放电管的外部。所述的输出镜和尾镜均采用外置式谐振腔片。所述的水冷套与放电管同轴设置，水冷套内设有流动的冷却水对放电管进行冷却。所述的放电管内充有二氧化碳、氮及氦组成的激光气体。本技术的优点包括(1)对10. 6 μ红外光具有高透过率的隔离透镜(如ZnSe等)分别封接在放电管的两端，主要是起到将高电位激光介质气体密闭在放电管内使之与外界隔离的作用；隔离透镜在准确封接后通常不需要进行角度方位的实时调整，这就使得隔离透镜的封接技术简单易行，且密封性能更为可靠。(2)谐振腔的光学准直精度完全取决于输出窗和尾端反射镜的调整精度，本技术中的输出窗和尾镜由于安装在放电管两端隔离透镜的外侧，它们与放电管之间在电位和调整机构上可实现完全的分离，因此输出窗和尾镜可在放电状态下进行方便而安全的实时光路准直，使谐振腔达到最佳输出，这也使得用户对产品的使用与维护十分安全便利。(3)如所周知，这类直流高压轴向放电激励的各类二氧化碳激光发生装置，放电与不放电的状态下，即便有冷却措施，由于温度的差别，它们的放电管不可避免地会有变形量存在，总会对谐振腔的光学稳定性产生影响而导致激光器件性能的降低；而这类激光器件要实现更大功率的数百瓦输出时，通常需要采用更长的放电管，此时谐振腔的变形量也会随长度的增加而变大；因此，本技术将谐振腔片(输出窗和尾端反射镜)相对独立地外置在放电管外，即可有效地消除放电管的温度变形对激光谐振腔光学性能的影响，使激光器的谐振腔能稳定可靠地工作。综上所述，本技术克服了现有技术的不足，它将使得数百瓦级直流高压轴向放电封离型二氧化碳激光器产品的批量生产成为可能。附图说明图1为本技术的结构图。具体实施方式下面对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括放电管1、输出镜2、尾镜3、隔离透镜4、正、负电极5、 水冷套6及激光气体7，其中两块隔离透镜4分别封装于放电管1的两端，输出镜2和尾镜3分别设置于放电管1的两端外侧且不与对应的隔离透镜4相接触，由隔离透镜4外侧的输出镜2和尾镜3与放电管1构成了激光谐振腔，正、负电极5分别设置于放电管1的两端，水冷套6包覆于放电管1的外部。所述的放电管1为管状空心玻璃管，在放电管1内部充有激光介质气体。所述的输出镜2是由ZnSe或GaAs等红外窗口材料制成。所述的尾镜3是由Si或Cu等材料制成，其对着放电管的一面镀有对10. 6 μ红外光具有高反射率的加强金膜层。所述的隔离透镜4对10. 6 μ红外光具有高透过率，可以是带有增透膜的ZnSe镜片。所述的水冷套6与放电管1同轴，水冷套内设有流动的冷却水对放电管进行冷却。所述的电极5是指阳极或阴极，在电极施加直流高电压时，在放电管1内形成气体放电并对激光介质进行激励。权利要求1.一种谐振腔片外置式二氧化碳激光器，其特征在于，包括放电管、输出镜、尾镜、隔离透镜、正、负电极和水冷套，其中两块隔离透镜分别封装于放电管的两端，输出镜和尾镜分别设置于放电管的两端外侧且不与对应的隔离透镜相接触，正、负电极分别设置于放电管的两端，水冷套包覆于放电管的外部。2.根据权利要求1所述的谐振腔片外置式二氧化碳激光器，其特征是，所述的输出镜和尾镜均采用外置式谐振腔片。3.根据权利要求1所述的谐振腔片外置式二氧化碳激光器，其特征是，所述的水冷套与放电管同轴设置，水冷套内设有流动的冷却水对放电管进行冷却。4.根据权利要求1所述的谐振腔片外置式二氧化碳激光器，其特征是，所述的放电管内充有二氧化碳、氮及氦组成的激光气体。专利摘要一种二氧化碳激光器
的谐振腔片外置式二氧化碳激光器，包括放电管、输出镜、尾镜、隔离透镜、正、负电极和水冷套，两块隔离透镜分别封装于放电管的两端，输出镜和尾镜分别设置于放电管的两端外侧且不与对应的隔离透镜相接触，正、负电极分别设置于放电管的两端，水冷套包覆于放电管的外部。本装置在激光谐振腔输出端和尾端分别使用对10.6μ红外光具有高透过率的透镜将激光气体介质与外界隔离，实现了谐振腔片的外置，能够对激光谐振腔进行安全的且方便有效的实时准直调整。文档编号H01S3/00GK202103308SQ20112018186公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日专利技术者丁健君, 詹伟 申请人:南通卓锐激光科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种谐振腔片外置式二氧化碳激光器，其特征在于，包括：放电管、输出镜、尾镜、隔离透镜、正、负电极和水冷套，其中：两块隔离透镜分别封装于放电管的两端，输出镜和尾镜分别设置于放电管的两端外侧且不与对应的隔离透镜相接触，正、负电极分别设置于放电管的两端，水冷套包覆于放电管的外部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁健君，詹伟，
申请(专利权)人：南通卓锐激光科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32