專利名稱：氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及的是一種氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，具體是一種獨立于激光介質(zhì)氣體之外，在大氣環(huán)境中將激光進行轉(zhuǎn)折的折疊式二氧化碳激光器。
背景技術(shù)：
靜態(tài)直流高壓放電的管狀二氧化碳激光器要獲得數(shù)百瓦或以上的激光輸出功率， 則需要相當?shù)闹C振腔長度，為使諧振腔的長度滿足空間放置需求，目前普遍采用的方法是用折疊放電管來獲得所需要的長度；現(xiàn)有的折疊式二氧化碳激光器的放電管采用一體化設(shè)計，制作成相互連通的氣體介質(zhì)腔體，該類靜態(tài)直流高壓放電二氧化碳激光器的的特點是 激光介質(zhì)氣體在諧振腔中是連續(xù)貫通的，在放電管內(nèi)部各折角處設(shè)置有反射鏡，將光引導(dǎo)向沿著諧振腔軸線的方向傳播，反射鏡與折疊放電管的配合必須十分精密，其困難程度非常大1)如采用鏡座調(diào)整機構(gòu)來調(diào)校折疊光路，由于難以從放電管內(nèi)部檢測并確定基準點位置，使得既要保持鏡面中心始終穩(wěn)定在兩根折疊管軸心線的交點上，又要使鏡面垂直于兩管軸心線的角平分線的要求難以保證，該鏡座調(diào)整機構(gòu)的設(shè)計技術(shù)難度以及調(diào)整時的操作難度相當大，制造成本也會很高；此外，即便產(chǎn)品在裝配時使折疊反射鏡達到了準確的位置精度，但產(chǎn)品在真空排、充氣后會因內(nèi)、外壓差狀態(tài)的迥異而喪失空間位置精度。目前為止尚未見到有關(guān)這類激光器折疊反射鏡調(diào)整裝置的產(chǎn)品實物與報道。2)如不采用鏡座調(diào)整機構(gòu)來調(diào)校折疊光路，則須將兩根折疊管交接處的端面加工至要求后再封接折疊反射鏡， 也即該端面既要處于兩根折疊管軸心線的交點上，又要與兩管軸心線的角平分線垂直，其難度也很大，一旦加工面低于兩折疊管軸心線交點，則無法恢復(fù)甚至報廢，目前為止尚未見到用機械加工的方法在裝配現(xiàn)場加工該端面的例子。可見現(xiàn)有折疊技術(shù)的不足限制了靜態(tài)直流高壓放電的管狀二氧化碳激光器向更高功率水平的推進以及進行批量生產(chǎn)的能力。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的靜態(tài)直流高壓放電的管狀二氧化碳激光器產(chǎn)品，其激光介質(zhì)氣體在諧振腔中均是連續(xù)貫通的。

實用新型內(nèi)容實用新型目的本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，打破了激光介質(zhì)氣體在諧振腔中連續(xù)貫通的傳統(tǒng)概念，用紅外透明窗中斷相鄰的兩放電管間的激光介質(zhì)氣體的連續(xù)貫通，以獨立于激光介質(zhì)氣體之外，在開放的大氣環(huán)境中通過位移和空間角度調(diào)節(jié)裝置上的反射鏡將激光諧振腔的光路連通轉(zhuǎn)折的折疊技術(shù)。由于擺脫了因緊貼放電管端帶來的壓力差、高氣密性、高電位、 高定位精度及空間小等的束縛，由于兩放電管被中斷的距離很短，激光在大氣中的傳輸損耗可以忽略，也由于折疊反射鏡的位置精度在真空前后不存在壓力差的影響，能有非常好的穩(wěn)定性；所以僅用普通的五維調(diào)整鏡座便可實現(xiàn)激光放電管的折疊。技術(shù)方案本實用新型所述的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，其目的是這樣實現(xiàn)的[0006]一種氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，包括若干規(guī)則排列的放電管、紅外透明窗、折疊反射鏡、輸出鏡、尾鏡、正電位電極、負電位電極和激光介質(zhì)氣體，其中每根放電管中均充有激光介質(zhì)氣體，所述放電管的兩端設(shè)有正電位電極和負電位電極，首根放電管的首端設(shè)有輸出鏡，尾端設(shè)有紅外透明窗，末根放電管的首端設(shè)有紅外透明窗，尾端設(shè)有尾鏡，其余放電管的兩端均設(shè)有紅外透明窗，相鄰兩根放電管之間設(shè)有傳遞光路的折疊反射鏡，使光路從一根放電管射出，在折疊反射鏡的作用下，能沿著下一根放電管的軸線傳遞，折疊反射鏡夾持在鏡座上。所述鏡座底部設(shè)有滑動微調(diào)機構(gòu)，支撐部設(shè)有升降微調(diào)機構(gòu)，同時折疊反射鏡與鏡座活動連接，可實現(xiàn)折疊反射鏡五維調(diào)節(jié)，即使折疊反射鏡具有X、Y、ζ三軸上的位移調(diào)整和夾持部分的上下、左右方向的轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)功能。所述放電管有以下三種排列方式1)放電管均平行排列，相鄰兩根放電管之間至少設(shè)有兩塊折疊反射鏡，優(yōu)選方案為兩塊；2)放電管呈“W”形延伸排列，使相鄰兩根放電管折疊成兩段在同一平面上具有夾角的兩段放電管，相鄰兩根放電管之間至少設(shè)有一塊折疊反射鏡，優(yōu)選方案為一塊；3)放電管呈異面直線排列，相鄰兩根放電管之間至少設(shè)有兩塊折疊反射鏡，滿足光路條件即可。上述第二種情形時可采用一體式鏡座，將兩塊折疊反射鏡設(shè)置在一體式鏡座上， 兩塊折疊反射鏡呈45度角相對。所述的折疊反射鏡為硅基底的鍍金平面鏡。所述的紅外透明窗為對10. 6 μ波長激光具有高透過率的硒化鋅材料制成的平行
平面鏡。所述的放電管為GG17玻璃管。所述的激光介質(zhì)氣體為C02、Ν2、Hc為主要成分的混合氣體。有益效果本實用新型的優(yōu)點包括以下幾個方面1)本實用新型由于中斷了激光介質(zhì)氣體在諧振腔中的連續(xù)貫通，使得折疊反射鏡能夠在相對開放的大氣環(huán)境中方便地實現(xiàn)激光諧振光路的折疊，并且折疊反射鏡在產(chǎn)品裝配時調(diào)校到位后，不會因放電管的充、排氣而失去準直精度；同時，在激光器進行高壓放電的工作狀態(tài)時也可對其進行實時調(diào)校，而不必顧慮折疊反射鏡由激光介質(zhì)氣體帶來的高電位問題；2)由于反射鏡獨立于激光介質(zhì)氣體之外，便擺脫了因緊貼放電管端的壓力差、高氣密性、高電位、調(diào)整空間小(因緊貼放電管端而失去部分調(diào)整自由度)及定位檢測困難等條件的束縛，僅用普通的五維調(diào)整鏡座便可方便地實現(xiàn)激光放電管的折疊。3)由于折疊反射鏡的方便可調(diào)，可實現(xiàn)一個以上的折疊，為獲得大功率折疊型靜態(tài)直流高壓放電管狀二氧化碳激光器的可行性提供了關(guān)鍵技術(shù)。綜上所述，本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)了數(shù)百瓦級乃至千瓦直流高壓軸向放電封離型二氧化碳折疊激光器產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。

[0022]圖1是本實用新型放電管平行排列時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型放電管“W”形延伸排列時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型折疊反射鏡和鏡座的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。如圖1所示的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，包括三根平行排列放置的放電管1，放電管1為GG17玻璃管，放電管1內(nèi)填充主要成分為C02、N2、He的激光介質(zhì)氣體氣體8，放電管1的內(nèi)部兩端分別裝設(shè)正電位電極6和負電位電極7，首根放電管的首端設(shè)有輸出鏡4，尾端設(shè)有紅外透明窗2，末根放電管1的首端設(shè)有紅外透明窗2，尾端設(shè)有尾鏡5，其余兩根放電管1兩端均封裝紅外透明窗2，紅外透明窗2為對10. 6 μ波長激光具有高透過率的硒化鋅材料制成的平行平面鏡，兩兩放電管1之間設(shè)有兩塊折疊反射鏡3，兩塊折疊反射鏡3的中心均與放電管1的軸線對準，且呈45度角相對，使激光能傳遞到次節(jié)放電管1中，折疊反射鏡3的材料為硅基底材料的鍍金平面鏡，折疊反射鏡3夾持在鏡座9 上，可任意調(diào)節(jié)折疊反射鏡3的位移和角度(如圖3)。如圖2所示的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，包括三根“W”形延伸排列放置的放電管1，放電管1的內(nèi)部兩端分別裝設(shè)正電位電極6和負電位電極7，首根放電管1的首端設(shè)有輸出鏡4，尾端設(shè)有紅外透明窗2，末根放電管1的首端設(shè)有紅外透明窗2， 尾端設(shè)有尾鏡5，其余兩根放電管1兩端均封裝紅外透明窗2，兩兩放電管1之間設(shè)有一塊折疊反射鏡3，折疊反射鏡3的中心與兩根放電管1的軸線交點相重合，且與兩軸線的角平分線垂直，使激光能傳遞到次節(jié)放電管1中，折疊反射鏡3夾持在鏡座9上，可任意調(diào)節(jié)折疊反射鏡3的位移和角度(如圖3)。
權(quán)利要求1.一種氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，包括若干規(guī)則排列的放電管、紅外透明窗、折疊反射鏡、輸出鏡、尾鏡、正電位電極、負電位電極和激光介質(zhì)氣體，其特征在于 每根放電管中均充有激光介質(zhì)氣體，所述放電管的兩端設(shè)有正電位電極和負電位電極，首根放電管的首端設(shè)有輸出鏡，尾端設(shè)有紅外透明窗，末根放電管的首端設(shè)有紅外透明窗，尾端設(shè)有尾鏡，其余放電管的兩端均設(shè)有紅外透明窗，相鄰兩根放電管之間設(shè)有傳遞光路的折疊反射鏡，使光路從一根放電管射出，在折疊反射鏡的作用下，能沿著下一根放電管的軸線傳遞，折疊反射鏡夾持在鏡座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，其特征在于所述放電管均平行排列，相鄰兩根放電管之間至少設(shè)有兩塊折疊反射鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，其特征在于所述放電管呈“W”形延伸排列，使相鄰兩根放電管折疊成兩段在同一平面上具有夾角的兩段放電管，相鄰兩根放電管之間至少設(shè)有一塊折疊反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，其特征在于所述放電管呈異面直線排列，相鄰兩根放電管之間至少設(shè)有兩塊折疊反射鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任意一項所述的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，其特征在于所述鏡座底部設(shè)有滑動微調(diào)機構(gòu)，支撐部設(shè)有升降微調(diào)機構(gòu)，同時折疊反射鏡與鏡座活動連接，可實現(xiàn)折疊反射鏡五維調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，其特征在于所述折疊反射鏡的數(shù)量為兩塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，其特征在于所述折疊反射鏡的數(shù)量為一塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，其特征在于所述的折疊反射鏡為硅基底的鍍金平面鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，其特征在于所述兩塊折疊反射鏡設(shè)置在一體式鏡座上，所述折疊反射鏡呈45度角相對。
專利摘要本實用新型公開了一種氣體介質(zhì)非連續(xù)的折疊式二氧化碳激光器，包括若干規(guī)則排列的放電管、紅外透明窗、折疊反射鏡、尾鏡、輸出鏡、正電位電極、負電位電極和激光介質(zhì)氣體，其中每根放電管中均充有激光介質(zhì)氣體，所述放電管的兩端設(shè)有正電位電極和負電位電極，首根放電管的首端設(shè)有輸出鏡，尾端設(shè)有紅外透明窗，末根放電管的首端設(shè)有紅外透明窗，尾端設(shè)有尾鏡，其余放電管的兩端均設(shè)有紅外透明窗，相鄰兩根放電管之間設(shè)有傳遞光路的折疊反射鏡，使光路從一根放電管射出，在折疊反射鏡的作用下，能沿著下一根放電管的軸線傳遞，折疊反射鏡夾持在鏡座上。本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)了數(shù)百瓦級乃至千瓦直流高壓軸向放電封離型二氧化碳折疊激光器產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。
文檔編號H01S3/07GK202178493SQ20112026883
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者丁健君, 詹偉 申請人:南通卓銳激光科技有限公司