專(zhuān)利名稱(chēng)：用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，主要用于改善高功率橫流脈沖二氧化碳激光器的運(yùn)行質(zhì)量。
背景技術(shù)：
本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員十分清楚，橫流脈沖二氧化碳激光器(有時(shí)稱(chēng)為T(mén)EA C02激光器)可以產(chǎn)生很高的峰值功率，也可以產(chǎn)生很高的單脈沖能量，在工業(yè)和軍事領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。然而，在高功率(一般指平均功率500W以上)橫流脈沖二氧化碳激光器運(yùn)行時(shí)，其內(nèi)部預(yù)電離和放電等因素導(dǎo)致激光工作氣體分解，造成激光功率迅速衰減，最終激光器難以穩(wěn)定工作。這是與連續(xù)二氧化碳激光完全不同的情況。一個(gè)連續(xù)二氧化碳激光器很容易連續(xù)工作24小時(shí)。目前，我國(guó)平均功率1000W以上的橫流脈沖二氧化碳激光器很難連續(xù)穩(wěn)定工作5分鐘以上，俄羅斯的同類(lèi)激光器也難以穩(wěn)定工作10分鐘以上。將脈沖激光器輸出功率衰減不超過(guò)10%的工作時(shí)間稱(chēng)為本征工作時(shí)間，則目前國(guó)際水平的本征時(shí)間不超過(guò)10分鐘。這種問(wèn)題嚴(yán)重影響了橫流脈沖二氧化碳激光器的實(shí)際應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)原有橫流脈沖二氧化碳激光器的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置，使該類(lèi)激光器能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。為了達(dá)到這個(gè)目的，本實(shí)用新型的主要技術(shù)方案是這種充排氣裝置是將激光器內(nèi)大量已經(jīng)分解的工作氣體排出激光工作室外同時(shí)將基本等量的新鮮激光工作氣體補(bǔ)充至激光工作室內(nèi)，并且維持激光工作室內(nèi)的工作氣體的動(dòng)態(tài)平衡，這個(gè)過(guò)程的控制是由相應(yīng)的電子線路自動(dòng)完成的。本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)為橫流二氧化碳激光器的激光工作室、安裝在放電氣體下游的具有均勻分布抽氣孔的抽氣管道、帶有自動(dòng)閥門(mén)的抽氣泵、安裝在放電氣體上游的具有均勻分布充氣孔的充氣管道、充氣用的電磁閥、瓶裝的新鮮激光工作氣體、氣體壓力傳感器、和自動(dòng)控制電路模塊。它們組成了本說(shuō)明書(shū)所述的用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置。本實(shí)用新型所述的用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置的主要連接方式為安置在激光工作室的放電氣體下游具有均勻分布抽氣孔的抽氣管道與排氣用的真空泵的抽氣口相連接，其作用是將大量已經(jīng)被放電分解的氣體抽出激光工作室外；安置在激光工作室的放電氣體上游具有均勻分布充氣孔的充氣管道與新鮮的激光工作氣體瓶相連接，中間設(shè)置電磁閥門(mén)，其作用是將新鮮的激光工作氣體補(bǔ)充至激光工作室內(nèi)；激光工作室又與氣體壓力傳感器相連接，其作用是在線檢測(cè)激光工作氣體的壓力；上述部件由電子線路統(tǒng)一連接在一起并且實(shí)施統(tǒng)一自動(dòng)控制。本實(shí)用新型所述的用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置的工作過(guò)程為由排氣用的真空泵將部分已經(jīng)分解的激光氣體抽出激光工作室外，同時(shí)打開(kāi)電磁閥將新鮮的激光工作氣體補(bǔ)充進(jìn)激光工作室內(nèi)，通過(guò)壓力傳感器將探測(cè)到的壓力反映到電子線路以控制排氣和充氣的速率基本相同、并且保持激光工作氣體的基本穩(wěn)定在一個(gè)設(shè)定的范圍從而維持激光工作氣體的動(dòng)態(tài)平衡，這樣橫流脈沖二氧化碳激光器就可以長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。 本實(shí)用新型所述的用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置的基本能力應(yīng)該根據(jù)橫流脈沖二氧化碳激光器的基本工作特性制定。例如，一個(gè)不使用自動(dòng)充排氣裝置的脈沖二氧化碳激光器如果只能穩(wěn)定工作3分鐘(我們稱(chēng)這個(gè)時(shí)間為激光器的本征工作時(shí)間)，那么使用的自動(dòng)充排氣裝置應(yīng)該能在3分鐘內(nèi)將新舊激光工作氣體置換一次。即該裝置應(yīng)該具有比較高的充排氣速率。本實(shí)用新型所述的用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是可以使該激光器長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。本實(shí)用新型所述的用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置事實(shí)上也適用于橫流脈沖一氧化碳激光器、準(zhǔn)分子等脈沖氣體激光器。

圖1是帶有自動(dòng)充排氣裝置的脈沖二氧化碳激光器簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)示意圖。其主要構(gòu)成為橫流二氧化碳激光器的激光工作室(1)，安裝在放電氣體下游的具有均勻分布抽氣孔的抽氣管道(2)，帶有自動(dòng)閥門(mén)的抽氣泵(3)、它與抽氣管道相連接，安裝在放電氣體上游的具有均勻分布充氣孔的充氣管道(4)，充氣用的電磁閥(5)，瓶裝的新鮮激光工作氣體 (6)，氣體壓力傳感器(7)，自動(dòng)控制電路模塊(8)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子如下一個(gè)平均功率為10000W的橫流TEA 二氧化碳激光器，工作頻率150_500Ηζ，單脈沖能量10-50J，光腔長(zhǎng)度2000mm，激光工作室的容積約為2立方米，在沒(méi)有自動(dòng)充排氣裝置的時(shí)候其本征工作時(shí)間(即輸出功率衰減不超過(guò)10%的工作時(shí)間)不超過(guò)3分鐘。在安裝了自動(dòng)充排氣裝置的情況下，如果將抽氣泵的抽氣速率定為16升/秒，工作氣體壓力設(shè)置為50kPa，該激光器就可以穩(wěn)定工作若干小時(shí)。如果新鮮工作氣體源容量足夠大，該激光器可以長(zhǎng)期工作。
權(quán)利要求1. 一種用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置，其特征在于該裝置由橫流二氧化碳激光器的激光工作室、安裝在放電氣體下游的具有均勻分布抽氣孔的抽氣管道、 帶有自動(dòng)閥門(mén)的抽氣泵、安裝在放電氣體上游的具有均勻分布充氣孔的充氣管道、充氣用的電磁閥、瓶裝的新鮮激光工作氣體、氣體壓力傳感器、和自動(dòng)控制電路模塊組成。
專(zhuān)利摘要一種用于橫流脈沖二氧化碳激光器的自動(dòng)充排氣裝置，其目的是使該類(lèi)激光器能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。該裝置由橫流二氧化碳激光器的激光工作室、安裝在放電氣體下游的具有均勻分布抽氣孔的抽氣管道、帶有自動(dòng)閥門(mén)的抽氣泵、安裝在放電氣體上游的具有均勻分布充氣孔的充氣管道、充氣用的電磁閥、瓶裝的新鮮激光工作氣體、氣體壓力傳感器、和自動(dòng)控制電路模塊組成。其功能是將部分已經(jīng)分解的激光氣體抽出激光工作室外，同時(shí)將新鮮的激光工作氣體補(bǔ)充進(jìn)激光工作室內(nèi)而保持激光器長(zhǎng)期穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H01S3/036GK202068082SQ201120043889
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者萬(wàn)滋雄, 潘浩, 陳清明, 黃昭明 申請(qǐng)人:武漢大族金石凱激光系統(tǒng)有限公司