一种反馈控制的封离式二氧化碳激光管制造技术

本发明专利技术提供一种反馈控制的封离式二氧化碳激光管，包括：玻璃外壳；设置于所述玻璃外壳内且沿所述玻璃外壳的轴线延伸的放电管；与所述放电管的两端相间隔地分别设置于所述玻璃外壳的两端的输出镜和反射镜，所述放电管与所述输出镜和反射镜构成所述封离式二氧化碳激光管的光谐振腔；和分别连接于所述放电管的两端的阴电极和阳电极；其中，所述反射镜形成为能部分地泄漏二氧化碳激光的部分反射镜；且在所述反射镜的输出面的外部配置有检测从所述反射镜泄漏的二氧化碳激光的泄漏激光功率的检测装置。根据本发明专利技术，可以实时检测激光管的输出激光功率状况。

【技术实现步骤摘要】
一种反馈控制的封离式二氧化碳激光管
本专利技术属于激光
，更具体地，涉及一种反馈控制的封离式二氧化碳激光管。
技术介绍
二氧化碳激光管是一种以二氧化碳为工作气体，以氢、氦、氮等为辅助气体的激光管，主要输出10.6μπι的红外光。其中，封离式二氧化碳激光管由于其结构较简单且制造成本低，所以，封离式二氧化碳激光管已广泛应用于中小功率激光加工机及医用二氧化碳激光治疗仪。目前公知的封离式二氧化碳激光管，一般由放电管、储气管、水冷管、输出平面镜及其水冷套、尾部全反射凹面镜及其水冷套、阴电极和阳电极等构成。其中，放电管、水冷管和储气管由玻璃或石英材料构成。而放电管及位于该放电管两端的反射镜(即、输出平面镜及尾部全反射凹面镜)构成该封离式二氧化碳激光管的光谐振腔。其中，该光谐振腔的尾部反射镜形成为凹面结构的全反射镜，其一般以玻璃、石英玻璃或硅等材料为基底，经抛光后表面用真空镀膜等方法镀上金等薄膜。而输出平面镜为具有反射与透射功能的部分反射镜，其一般由Ge (锗)、ZnSe (硒化锌)等材料经过抛光镀膜而制成。此外，阴电极、阳电极一般采用银、镍等金属材料构成。在封离式二氧化碳激光管的放电管内充有一定比例的激光工作介质，如C02、N2 ,He、⑶、H2 ,Xe等工作气体，当在阴电极及阳电极之间施以适当的高压时，放电管内的工作气体受到激励后经上述输出平面镜输出CO2激光。众所周知，封离式二氧化碳激光管内的工作气体中的CO2，在激光管工作过程中极易发生分解，从而会改变激光管内的工作气体的成份和比例，同时CO2分解所产生的氧又比较容易与激光管中的金属电极及工作气体中的N2发生反应，进一步加剧了激光管内的工作气体的成份的变化，因此，会导致封离式二氧化碳激光管的输出功率不断下降，影响激光的使用效果。另一方面，在某些特殊应用场合，例如激光医学的场合，需要封离式二氧化碳激光管在工作时能提供精确的输出激光功率的变化情况，以满足临床治疗安全的需要。虽然在现有技术中通过多种技术手段来降低封离式二氧化碳激光管中的CO2的分解，以提高封离式二氧化碳激光管的输出激光的稳定性。例如，在专利技术名称为“一种二氧化碳激光管”、专利号为“ZL200720133676.3”的专利文献I中公开了一种封离式二氧化碳激光管，其包括电极、输出镜、全反射镜、出水口，该封离式二氧化碳激光管米用由高娃玻璃制成的外壳，以此提高输出激光的稳定性。另外，在专利技术名称为“光催化封离式二氧化碳激光管”、专利申请号为“200610018836.V’的专利文献2中公开了通过在封离式二氧化碳激光管的放电管内镀光催化剂，以此减少CO2的分解，从而提高输出激光的稳定性。但是，上述现有技术均无法实现封离式二氧化碳激光管的输出激光功率的实时检测和控制。此外，目前封离式二氧化碳激光管的输出激光功率的控制采用直流恒流控制的方式，但是目前该直流恒流控制属于开环控制。因此，随着使用时间和环境的变化，直流恒流值无法反映封离式二氧化碳激光管的实时输出激光功率的变化情况。由此可见，封离式二氧化碳激光管在使用过程中，要保证二氧化碳激光能够安全、有效、稳定地工作，实现封离式二氧化碳激光管的输出激光功率的实时检测和闭环控制是关键。但是，综上所述，目前的封离式二氧化碳激光管的结构都不具备提供实时的输出激光功率的观测或取样功能，无法提供监控输出激光功率的变化参数，所以，也无法实现输出激光功率的闭环控制，进而不能更进一步提高输出激光的稳定性。
技术实现思路
鉴于如上所述，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可以实时检测激光管的输出激光功率状况的反馈控制的封离式二氧化碳激光管。为了解决该技术问题，本专利技术提供一种反馈控制的封离式二氧化碳激光管，包括:玻璃外壳；设置于所述玻璃外壳内且沿所述玻璃外壳的轴线延伸的放电管；与所述放电管的两端相间隔地分别设置于所述玻璃外壳的两端的输出镜和反射镜，所述放电管与所述输出镜和反射镜构成所述封离式二氧化碳激光管的光谐振腔；和分别连接于所述放电管的两端的阴电极和阳电极；其中，所述反射镜形成为能部分地泄漏二氧化碳激光的部分反射镜；且在所述反射镜的输出面的外部配置有检测从所述反射镜泄漏的二氧化碳激光的泄漏激光功率的检测装置。根据本专利技术，由于反射镜形成为能部分地透射二氧化碳激光的部分反射镜，因此可以使本专利技术的封离式二氧化碳激光管在通过输出镜输出二氧化碳激光的同时，使少部分二氧化碳激光从位于该封离式二氧化碳激光管的光谐振腔的尾部的反射镜透射泄漏以向外辐射，并且通过配置在反射镜的输出面的外部的检测装置可实时检测激光管内部激光功率的变化。进一步地，在本专利技术中，也可以，所述检测装置为激光功率传感器，根据通过同步测量所述输出激光功率与所述激光功率传感器检测到的所述泄漏激光功率而得到的两者之间的对应关系，基于所述泄漏激光功率的变化实时监控所述输出激光功率的变化。根据本专利技术，采用同步测量所述激光功率传感器的数值与对应的输出激光功率的数据，经处理建立两者之间的例如单调递增的函数关系，从而实现通过获取来自于激光功率传感器的数据，在不会影响激光管的激光输出光路的情况下能实时监控激光管的输出激光功率的变化。在本专利技术中，也可以，还包括与所述阴电极和阳电极相连的激光电源，通过将与所需的激光输出功率对应的泄漏激光功率作为预置值，利用所述预置值与实测的泄漏激光功率的偏差作为调节参数，控制调节所述激光电源的电流输出以实时调整输出激光功率。根据本专利技术，如果将与所需的激光输出功率对应的泄漏激光功率作为预置值，利用预置值与实测的泄漏激光功率的数值间的差值即偏差为调节参数，通过控制激光电源来调节输出驱动激光管工作的直流恒流值，即可以实现对该封离式二氧化碳激光管的输出激光功率的闭环控制。在本专利技术中，也可以，所述反射镜的对于二氧化碳激光的反射率为90 %?92 %。根据本专利技术，通过将反射镜的对于二氧化碳激光的反射率设定为90%?92%，可以使少部分二氧化碳激光从位于光谐振腔的尾部的反射镜向外辐射，从而可以实现对从反射镜透射出的泄漏激光功率的检测。在本专利技术中，也可以，所述反射镜包括由能透射二氧化碳激光的材料制成的基体、反射膜层以及增透膜层。根据本专利技术，该反射镜的基体由能透射10.6 μ m的二氧化碳激光的材料制成，从而有利于使少部分二氧化碳激光从位于光谐振腔的尾部的反射镜向外辐射，且该增透膜层的设置能够进一步有利于使少部分二氧化碳激光从反射镜向外辐射。在本专利技术中，也可以，所述能透射二氧化碳激光的材料包括Ge或ZnSe。根据本专利技术，Ge、ZnSe等都是透二氧化碳激光性能良好的材料，从而能够有利于使少部分二氧化碳激光从反射镜向外辐射。此外，为了提高光谐振腔的尾部的反射镜泄漏二氧化碳激光的效率，根据反射镜基体材料的不同，除了真空镀相应的光谐振腔反射膜层外，还可以根据不同的基体材料镀相应的增透膜层。具体地，在本专利技术中，所述反射镜的基体的材料为Ge时，所述增透膜层的材料为ZnS且其膜层厚度为1/4 λ，λ =10.6 μ m (二氧化碳激光波长)。又，在本专利技术中，也可以，所述反射镜的基体的材料为ZnSe时，所述增透膜层的材料为BaF2且其膜层厚度为1/4 λ，λ =10.6ym (二氧化碳激光波长)。根据如上所述构成的反射镜都能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反馈控制的封离式二氧化碳激光管，其特征在于，包括：玻璃外壳；设置于所述玻璃外壳内且沿所述玻璃外壳的轴线延伸的放电管；与所述放电管的两端相间隔地分别设置于所述玻璃外壳的两端的输出镜和反射镜，所述放电管与所述输出镜和反射镜构成所述封离式二氧化碳激光管的光谐振腔；和分别连接于所述放电管的两端的阴电极和阳电极；其中，所述反射镜形成为能部分地泄漏二氧化碳激光的部分反射镜；且在所述反射镜的输出面的外部配置有检测从所述反射镜泄漏的二氧化碳激光的泄漏激光功率的检测装置。

【技术特征摘要】
1.一种反馈控制的封离式二氧化碳激光管，其特征在于，包括:玻璃外壳；设置于所述玻璃外壳内且沿所述玻璃外壳的轴线延伸的放电管；与所述放电管的两端相间隔地分别设置于所述玻璃外壳的两端的输出镜和反射镜，所述放电管与所述输出镜和反射镜构成所述封离式二氧化碳激光管的光谐振腔；和分别连接于所述放电管的两端的阴电极和阳电极；其中，所述反射镜形成为能部分地泄漏二氧化碳激光的部分反射镜；且在所述反射镜的输出面的外部配置有检测从所述反射镜泄漏的二氧化碳激光的泄漏激光功率的检测装置。2.根据权利要求1所述的反馈控制的封离式二氧化碳激光管，其特征在于，所述检测装置为激光功率传感器，根据通过同步测量所述输出激光功率与所述激光功率传感器检测到的所述泄漏激光功率而得到的两者之间的对应关系，基于所述泄漏激光功率的变化实时监控所述输出激光功率的变化。3.根据权利要求2所述的反馈控制的封离式二氧化碳激光管，其特征在于，还包括与所述阴电极和阳电极相连的激光电源，通过将与所需的激光输出功率对应的泄漏激光功率作为预置值，利用所述预置值与实测的泄漏激光功率的偏差作为调节参数，控制调节所述激光电源的电流输出以实时调整输出激光功率。4.根据权利要求1所述的反馈控制的封离式二氧化碳激光管，其特征在于，所述反射镜的对于二...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建平，杭文根，杨华元，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：