一种小型连续式CO2激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种小型连续式CO2激光器，可减小激光器的体积和重量，且提高安全性。包括电源、高频电路、升压变压器、CO2激光管、水冷设备、风冷设备；其中，升压变压器采用填充聚碳酸酯的升压变压器；半导体制冷片的热端贴于散热器上，半导体制冷片的冷端贴于水冷换热器，第一温控开关贴在散热器连接半导体制冷片的一面，接近但不接触半导体制冷片；鼓风式散热扇的出风口位于散热器一侧，为散热器提供风冷源；在水路方面，水冷换热器的两个水冷液接口其中一个通过管道连接水箱的水冷液出口，另一个通过管道连接CO2激光管镜头处的水冷液入口；水箱的水冷液入口通过管道连接循环水泵的排水口，循环水泵的吸水口通过管道接入CO2激光管尾部的水冷液出口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光器
，具体涉及一种小型连续式(X)2激光器。
技术介绍
目前激光器已经广泛用于民用、航空、军事、雕亥|J、切割等行业。在军事领域中，激光武器作为一种新概念武器，以其快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能，越来越受到世界多国的重视。鉴于激光武器的重要作用和地位，美、俄、以色列和其他一些发达国家都投入了巨额资金，制定了宏大计划，组织了庞大的科技队伍，开发激光武器。目前国内外激光部队的手持激光武器大多采用的是脉冲式，其需要庞大的电源来维持消耗。而且气体激光管工作时会产生大量热量，因此冷却系统非常重要。目前通常采用纯水冷的方式进行激光管的冷却，但这种方式的过冷却系统非常大。此外，其他种种原因也造成现有激光器的体积过于庞大，难以手持使用，并且难以在微型武器上实现长时间持续使用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种小型连续式(X)2激光器，能够大幅减小激光器的体积和重量，延长其续航时间，且提高安全性，为手持使用提供了基础。该方案是这样实现的一种小型连续式(X)2激光器，包括激光器壳体，设置在激光器壳体中的电源、高频电路、升压变压器、CO2激光管、水冷设备、风冷设备、静电吸收组件；所述电源的正极依次串联泵开关、锁开关、发射开关后连接高频电路的电源正极，高频电路的电源负极连接电源负极；高频电路产生的高频振荡信号作为升压变压器的驱动信号；升压变压器采用填充聚碳酸酯的升压变压器，其根据驱动信号产生高压电输出给(X)2激光管的正极，CO2激光管的负极连接电源负极；水冷设备具体包括散热器、半导体制冷片、水冷换热器、水箱、循环水泵、第一温控开关；风冷设备包括鼓风式散热扇；半导体制冷片的热端贴于散热器上，半导体制冷片的冷端贴于水冷换热器，第一温控开关贴在散热器连接半导体制冷片的一面，接近但不接触半导体制冷片；鼓风式散热扇的出风口位于散热器一侧，为散热器提供风冷源；在水路方面，水冷换热器的两个水冷液接口其中一个通过管道连接水箱的水冷液出口，另一个通过管道连接CO2激光管镜头处的水冷液入口 ；水箱的水冷液入口通过管道连接循环水泵的排水口，循环水泵的吸水口通过管道接入CO2激光管尾部的水冷液出口 ；在电路方面，循环水泵两电源端的一端经由泵开关连接电源正极，循环水泵的另一端连接电源负极；鼓风式散热扇两电源端的一端通过一风机开关连接电源正极，并且通过第一温控开关连接半导体制冷片，鼓风式散热扇的另一端与半导体制冷片并联后接入电源负极；所述第一温控开关为常关开关，其切换温度选取值为小于半导体制冷片最高安全温度5°c 10°C ；静电吸收组件包括静电吸收线路控制开关、连接线路和多个LED灯；连接线路的长度至少绕激光器壳体内表面一周，如果激光器壳体为金属材质，则连接线路采用漆包线， 如果激光器壳体为绝缘材质，则连接线路采用裸线；连接线路上串接多个LED灯；静电吸收线路控制开关也串接在连接线路上；连接线路两端分别连接电源的正负极，在连接线路与电源负极相接处，串接一线绕电阻。其中，所述半导体制冷片选用TEC1-1270X系列，其中X的取值为根据CO2激光管的输出功率P，代入公式(Ρ/60% -P)/60%，得到半导体制冷片总功率Ptl，初步确定X，使得 12ΧΧ的乘积大于Ptl;选取初步确定的一个或一个以上的TEC1-1270X进行试验，并监测水箱温度，如果水箱温度稳定在20 25度，则选取当前试验所采用的TEC1-1270X作为本激光器的半导体制冷片。较佳地，静电吸收线路控制开关设置在靠近电源正极的位置；串接连接线路上的线绕电阻为低阻值线绕电阻，其阻值为根据电源提供的电源除以LED灯的工作电流，将得到的电阻范围除以总LED灯的个数，算出每个LED灯的阻值范围X，从连接线路中去除一个 LED灯，串联一个阻值在阻值范围X内的电阻，即为所述低阻值线绕电阻。较佳地，升压变压器高压侧和低压侧的负极连接在一起接入高频电路低压输出负极；升压变压器高压输出端和低压侧负极之间的空气中垂直距离大于4cm，同时固定升压变压器的所有螺丝均连接到一第二线绕电阻一端，该第二线绕电阻另一端接耐压3万伏的高压瓷片电容后接到电源负极。较佳地，电源选用输出电压为11. IV 14. 8V、输出功率300W以上的大功率动力锂聚合物电池。有益效果本专利技术针对连续式CO2激光器，为了使其小型化、持续工作且具有安全性，本专利技术在(X)2激光器中采用了水循环系统，且水循环系统使用半导体制冷片，使得整个水循环系统的冷却效率大大增加，并且减小了整个水循环系统的体积，从而大幅减小激光器的体积和重量。通过半导体制冷片的选型能够保证半导体制冷片的有效制冷，使得枪体产生的热量能够及时高效的排出。电源部分采用大功率动力锂聚合物电池，能够在保持较长工作时间的情况下，减小连续式(X)2激光器的体积。通过设置多个开关，一方面保证整个系统有效工作，另一个方面保证使用者的安全性。本专利技术从多个方向进行了安全性考虑，包括静电释放、升压变压器自放电和漏电的可能性、过热保护和提醒、以及各种关联开关的设计，等等，从各个方面保障使用者安全性。此外，专利技术通过电路元件以及各类器件的选择，能够保证系统工作的稳定性和持续时间。附图说明图1为本专利技术小型CO2激光器的总体原理图。图2为本专利技术小型(X)2激光器的电路原理图。图3为本专利技术小型(X)2激光器的布置图。图4为静电吸收组件的设计原理图。图5为图3中小型(X)2激光器后部的俯视图。图6为高频电路原理图。其中，1-电源，2-高频电路，21-泵开关，22-锁开关，23-发射开关，3_升压变压器，4-C02激光管，51-散热器，52-半导体制冷片，53-水冷换热器，54-水箱，55-循环水泵， 56-第一温控开关，61-鼓风式散热扇，62-风机，71-静电吸收线路控制开关，72-连接线路， 73-LED灯，81-瞄准具触点开关，82-LD，10-隔板，11-阻燃聚氨酯海绵，12、13-固定架。具体实施例方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种小型连续式CO2激光器，如图1所示，包括激光器壳体，设置在壳体中的电源1、高频电路2、升压变压器3、CO2激光管4、水冷设备、风冷设备、静电吸收组件。其中，水冷设备为(X)2激光管4提供冷却水，其具体包括散热器51、半导体制冷片52、 水冷换热器53、水箱M、循环水泵55、第一温控开关56 ；风冷设备包括鼓风式散热扇61和风机62。 高压部分电源，采用输出电压为11. IV 14. 8V、输出功率300W以上的大功率动力锂聚合物电池，其有效地保证续航时间，具有较好的稳定性，且体积小。如图2的电路连接图所示，电源1的正极依次串联泵开关21、锁开关22、发射开关23后连接高频电路2中的电源正极，高频电路2的电源负极连接电源1负极。高频电路 2产生的高频振荡电流作为升压变压器3的驱动信号，高频振荡电流的振荡频率根据升压变压器3的需求进行设置，为了实现CO2激光管的连续输出，振荡频率至少为1000Hz。图6为高频电路的原理图。如图6所示，两个二极管并联后，阳极连接电压1正极， 阴极作为高频电路的正极输出；两个20 Ω的线绕电阻R1、R2并联后，一端连接电源1负极的同时进一步通过电容C2连接高频电路的正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于堃，
申请(专利权)人：于堃，
类型：发明
国别省市：