一种激光器设备制造技术

本发明专利技术涉及一种激光器设备，包括至少三个用于待激发气体的线形激光增益体(12)；连接元件(20)，用于连接相邻的激光增益三维空间，激光增益三维空间被机械地联接到其他连接元件上，并且形成一个公共的容积空间；激光增益三维空间的激发装置(50)，激发激光增益三维空间中的气体，产生激光；反射镜(22)，设于连接元件中，反射激光增益三维空间之间的激光；全反射背光镜(44)；以及部分反射耦合出镜(42)，耦合出激光束。激光增益三维空间被设置成开环或者闭环的形状，包围了激光增益三维空间之间的自由中央空间(8)。本发明专利技术还涉及一种标记物体的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种激光器设备，包括至少三个用于待激发气体的线形激光增益体(12)；连接元件(20)，用于连接相邻的激光增益三维空间，激光增益三维空间被机械地联接到其他连接元件上，并且形成一个公共的容积空间；激光增益三维空间的激发装置(50)，激发激光增益三维空间中的气体，产生激光；反射镜(22)，设于连接元件中，反射激光增益三维空间之间的激光；全反射背光镜(44)；以及部分反射耦合出镜(42)，耦合出激光束。激光增益三维空间被设置成开环或者闭环的形状，包围了激光增益三维空间之间的自由中央空间(8)。本专利技术还涉及一种标记物体的方法。【专利说明】一种激光器设备
本专利技术涉及一种激光器设备，尤其是一种使用激光束标记物体的激光器设备，还涉及一种根据权利要求1和13所述的标记物体的方法。
技术介绍
这种激光器设备包括:至少三个线形用于待激发气体的激光增益三维空间；以及连接元件，用于连接相邻的激光增益三维空间。激光增益三维空间被机械地相互联接并形成共同的容积空间。激光器设备还包括，用于激光增益三维空间的激发装置，用于激发激光增益三维空间中的气体，产生激光；反射镜，被设置在连接元件中，用于在激光增益三维空间之间反射激光；全反射背光镜；以及部分反射输出I禹合器，用于I禹合出激光束。用于标记物体的方法是通过激光器设备实现的，该激光器设备包括:至少三个用于待激发气体的线形激光增益三维空间；以及连接元件，用于连接相邻的激光增益三维空间；用于激光增益三维空间的激发装置，用于激发激光增益三维空间中的气体，产生激光；反射镜，设置在连接元件中，用于反射激光增益三维空间之间的激光；全反射背光镜；以及部分反射输出耦合器，用于耦合出激光束。激光增益三维空间被机械地相互联接并形成共同的容积空间。该激光器设备的输出功率是由增益体的长度决定的，尤其是输出耦合器和背光镜之间的增益体的整个线形距离。这就意味着随着功率需求的增加，激光器的长度也随之增力口。由于激光器功率接近20至30瓦特，对于许多应用中，包括单个激光增益三维空间的激光器设备的长度就变得无法实现了。如图1所示，激光器开发人员曾经使用过折叠管状空间，以横截面长度为代价，最小化激光器设备长度的增加。这些开发人员的设计方式已经通过把这些折叠部分尽可能挤压靠近，使得激光器设备的截面最小化。然而，在许多应用中，尤其是在空间宝贵的激光标识应用中，该体型长、但截面小的激光器设计就会造成具有挑战性的，如果不是不可能的发生的，整合问题。通常地，在这种标记应用中，该激光器设备的输出通过包括安装在振镜上的多块反射镜的扫描设备定向。这种标记系统受限于扫描设备的速度，扫描设备的速度与物体通过扫描设备的速度相关。在物体通过该扫描设备时，该扫描设备没有足够的时间写下标记。这是该扫描设备的物理限制。另一种已知的解决方案，当物体通过该阵列的前方时，通过使用独立激光器设备阵列写下点列，来在物体上创建点阵标记。这种解决方案取得了比基于标记系统的扫描设备更快的标记速度。然而，这种解决方案的一个已知的问题是，独立激光器设备的尺寸限制了能被阵列使用激光器设备的数量，从而在一个字符中要被打印的点的数量以及代码行的数量被限制。在激光器标记技术中，这是当前工艺现状的一个公认的限制。专利US2005/0094697A1公开了一种板条激光器或者带状线激光器，包括多个放电室以及配置在放电室之间的折叠式反射镜，用于将第一放电室射出的激光束耦合进入相邻的放电室。根据该文本可知，这些放电室可以形成正方形或者矩形的放电路径。专利DE4029187A1描述了一种具有激光束路径的二氧化碳激光器(CO2-Laser)，包括多条折叠的光路段，其中光路段被设置成三角形或矩形形态。为至少两条光路段提供有支撑结构。专利GB2211019A公开了一种气体激光器，包括设置成矩形的四个管路。专利W000/46891公开了一种气体激光器，包括多根激光管，其中该激光管被设置成矩形形状。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种紧凑的激光器设备，尤其是适合于多种标记应用以及一种用于标记物体的经济的方法。根据本专利技术，通过具有权利要求1的特征的一种激光器设备以及具有权利要求13的特征的一种产生激光的方法，就能实现本专利技术的目的。优选实施例在从属权利要求中给出。根据本专利技术的激光器设备，其特征在于，激光增益三维空间被设置成开环或者闭环的形状，其包围了激光增益三维空间之间的自由中央空间。根据本专利技术，优选地是，形状为圆柱形或者管形的增益三维空间以及术语“管道”会被用来描述这些增益三维空间。已知的是，也可以使用其他几何形状的增益体。本专利技术的方法，其特征在于，激光束被定向至被激光增益三维空间包围的自由中央空间中。具有一个或多个可移动的反射镜的扫描设备可被设置在该自由空间中，并且定向激光束至待标记的物体。根据本专利技术优选的是，该激光器设备是一种激光器设备，尤其是一种打标头，用于使用激光束标记或者雕刻物体。该激光器设备的激光增益三维空间或者谐振管形成一个共同的管状空间，也可被称为该激光器设备的谐振器。也就是说，该激光器设备包括谐振器，该谐振器包含可被互相机械地连接的多个谐振管。在谐振器内容纳有一种激发气体，该气体通过激发装置激发，为了在各个谐振管内分别产生激光。该激光器设备可以是一种气体激光器，并且尤其可以是一种二氧化碳(CO2)激光器设备，其中谐振器中的气体包含二氧化碳(CO2)。这种激光器设备的原理是本领域公知的，因此在此将省略该原理的详细描述。该激光器设备的功率从根本上是由管状空间或者谐振器的长度决定的，管状空间或者谐振器形成激光器的空腔，在空腔内激光在位于一端的背光镜和位于相对端的部分反射输出耦合器之间被反射。相比于线形谐振器，通过折叠自由中央空间周围的谐振器，在不增加该激光器设备总长度的同时，谐振器的长度可被增加。此外，激光管不是折叠成之字形图形，而是成形为环形图形，横截面仍可以保持得较小，从而激光器设备内的空间是畅通的。因此，本专利技术的一个基本思路是在该激光器设备的横截面提供自由空间，举例来说，可被用作将物体容纳于所述自由空间中。根据本专利技术，该自由空间是被激光管至少部分包围。为了分别在该激光器设备或者打标头的中央区域提供自由空间，这些谐振管被设置成确定自由空间的回路或者环的形态。这些谐振管均是直管，也就是说，它们具有沿着直线延伸的纵轴，且在相邻谐振管之间形成拐角区域。因此，谐振器的形态还可以被描述成带有角的环，其可以是环路形状的闭环，或者可以是在两个谐振管之间具有空间的开环。如图1所示，根据本专利技术，在每两个相邻的谐振管之间形成的角度比典型的折叠设计的激光管之间的角度更大。尤其优选的是，该角度大于60°。这就允许谐振管之间更良好，尤其是更有效的激光耦合。根据本专利技术，还优选的是，每两个相邻的谐振管之间形成的角度相等。在谐振管之间的拐角处，设置了容纳有用于耦合谐振管之间激光的反射镜的连接元件。这些连接元件可以是与两个相邻谐振管连接的拐角法兰。它们还可被称为对接拐角法兰。连接元件或者连接法兰尤其可以包括陶瓷材料。另外，可以有连接在共同的管状空间的相对的轴向端的谐振管的端部法兰，端部法兰分别包含输出耦合器和背光镜。本专利技术的一个优选实施例中，激光增益三维空间被设置成三角形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：凯文·L·安布鲁斯特，布拉德·D·吉尔马丁，彼得·J·屈克达尔，伯纳德·J·理查德，丹尼尔·J·瑞安，
申请(专利权)人：奥迪克激光应用技术股份有限公司，
类型：
国别省市：