二氧化碳激光器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種二氧化碳激光器，旨在提供一種能將負(fù)電極上的熱量在傳導(dǎo)過程中就被冷卻介質(zhì)帶走并且不會(huì)對零部件造成腐蝕的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)切斷了從負(fù)電極到安裝法蘭的熱量傳遞路線，對輸出反射鏡進(jìn)行高效保護(hù),其技術(shù)方案要點(diǎn)是，將不銹鋼彈簧替換為導(dǎo)電環(huán)套；導(dǎo)電環(huán)套包括集電環(huán)以及導(dǎo)電柱；集電環(huán)具有封閉空腔；進(jìn)氣導(dǎo)電柱與出氣導(dǎo)電柱內(nèi)均設(shè)有通孔；通孔的一端均與集電環(huán)內(nèi)的封閉空腔連通；過渡法蘭上設(shè)有進(jìn)氣嘴以及出氣嘴，過渡法蘭內(nèi)還設(shè)有過渡法蘭內(nèi)氣道，該法蘭內(nèi)氣道分別與所述導(dǎo)電柱內(nèi)通孔的另一端，連通本實(shí)用新型適用于中小功率的二氧化碳激光器。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種二氧化碳激光器，該激光使 用空氣替代水對負(fù)電極區(qū)域進(jìn)行冷卻，使得輸出鏡片得到最大程度的保護(hù)。 二氧化碳激光器

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，市場上的二氧化碳激光器主要分為兩類，一類是金屬腔的射頻激勵(lì)二氧化 碳激光器，這種激光器生產(chǎn)成本高，主要用于激光達(dá)標(biāo)，另一種是玻璃放電管結(jié)構(gòu)的直流高 壓電激勵(lì)二氧化碳激光器，也是本發(fā)明涉及的激光器。
[0003] 玻璃放電管結(jié)構(gòu)的二氧化碳激光器主要結(jié)構(gòu)有儲(chǔ)貯氣管，貯氣管內(nèi)設(shè)置水冷管， 水冷管與進(jìn)、出水管連接，水冷管內(nèi)設(shè)置放電管，陽電極設(shè)置在放電管一端的空腔內(nèi)，該空 腔外側(cè)設(shè)置全反鏡，陰電極設(shè)置在放電管另一端的空腔內(nèi)，該空腔外側(cè)設(shè)置輸出反射鏡，水 冷管上繞裝回氣管，回氣管的一端與貯氣管連通，回氣管另一端與設(shè)置有陽電極的空腔相 通。
[0004] 上述激光器負(fù)電極環(huán)都采用金屬片卷曲在放電管內(nèi)壁，然后通過承接部件將其與 過渡法蘭連接，通常，承接部件為一不銹鋼彈簧，過渡法蘭上設(shè)有負(fù)極引線，電流通過負(fù)電 極環(huán)、承接部件、過渡法蘭以及與該過渡法蘭電連接的負(fù)電極引線傳遞到外部電源中。負(fù)電 極在放電時(shí)溫度很高，并且負(fù)電極上的高溫會(huì)通過承接部件傳遞到位于前端安裝法蘭內(nèi)的 輸出反射鏡上，因此通常會(huì)在安裝法蘭外再套接一個(gè)水冷管，但當(dāng)冷卻水流不暢，電極溫度 急劇上升，高溫被迅速傳遞給輸出反射鏡，從而破壞反射鏡膜層，影響產(chǎn)品的穩(wěn)定使用，并 且，使用水冷會(huì)在安裝法蘭處產(chǎn)生水垢，對輸出反射鏡和法蘭造成腐蝕。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能將負(fù)電極上的熱量 在傳導(dǎo)過程中就被冷卻介質(zhì)帶走并且不會(huì)對零部件造成腐蝕的結(jié)構(gòu)，從而切斷從負(fù)電極到 安裝法蘭的熱量傳遞路線，對輸出反射鏡進(jìn)行高效保護(hù)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：一種二氧化碳激光器，包括輸 出反射鏡水冷管、安裝法蘭、位于安裝法蘭內(nèi)部通孔處的輸出反射鏡、過渡法蘭、位于過渡 法蘭上的負(fù)電極引線、一端與過渡法蘭抵觸的承接部件以及套接在該承接部件另一端的負(fù) 電極環(huán)，所述承接部件為導(dǎo)電環(huán)套；該導(dǎo)電環(huán)套包括與所述負(fù)電極環(huán)末端抵觸的集電環(huán)，以 及一端固定連接在所述集電環(huán)上并且另一端固定連接在所述過渡法蘭上的導(dǎo)電柱；其中；
[0007] 所述集電環(huán)為具有封閉空腔的金屬導(dǎo)管；
[0008] 所述導(dǎo)電柱沿所述過渡法蘭軸線的方向設(shè)置在所述集電環(huán)上，并且該導(dǎo)電柱至少 包括一條進(jìn)氣導(dǎo)電柱以及一條出氣導(dǎo)電柱，所述進(jìn)氣導(dǎo)電柱與出氣導(dǎo)電柱內(nèi)均設(shè)有用于輸 送冷空氣的通孔；所述通孔的一端均與所述集電環(huán)內(nèi)的封閉空腔連通；
[0009] 所述過渡法蘭上設(shè)有進(jìn)氣嘴以及出氣嘴，該過渡法蘭內(nèi)還分別設(shè)有與進(jìn)氣嘴以及 出氣嘴連通的過渡法蘭內(nèi)氣道，該過渡法蘭內(nèi)氣道分別與所述進(jìn)氣導(dǎo)電柱的通孔以及出氣 導(dǎo)電柱的通孔另一端連通。
[0010] 通過采用上述技術(shù)方案，可以預(yù)見，電流通過負(fù)電極環(huán)、集電環(huán)、導(dǎo)電柱、過渡法蘭 以及負(fù)電極引線流入外部電源構(gòu)成回路，外界的冷空氣可以通過進(jìn)氣嘴進(jìn)入過渡法蘭內(nèi)氣 道，先對過渡法蘭進(jìn)行冷卻，然后冷空氣進(jìn)入進(jìn)氣導(dǎo)電柱內(nèi)的通孔，對進(jìn)氣導(dǎo)電柱進(jìn)行冷 卻，并且通過進(jìn)氣導(dǎo)電柱對其周圍的氣體也同時(shí)進(jìn)行冷卻，然后冷空氣再進(jìn)入集電環(huán)內(nèi)的 封閉空腔，對集電環(huán)進(jìn)行冷卻的同時(shí)，也將負(fù)電極環(huán)上的大量熱量通過集電環(huán)傳遞到冷空 氣內(nèi)，被冷空氣吸收，吸收了熱量的冷空氣進(jìn)入出氣導(dǎo)電柱內(nèi)的通孔，此時(shí)繼續(xù)冷卻出氣導(dǎo) 電柱以及周圍的氣體，從而冷空氣變?yōu)檩^熱空氣，通過出氣嘴通往外界，由此可見，通過該 冷卻過程，過渡法蘭、導(dǎo)電柱、集電環(huán)都被冷空氣冷卻著，所以負(fù)電極環(huán)的熱量在通往安裝 法蘭的傳遞過程中就被冷空氣吸收并排出裝置外，而且由于使用的是空氣，則不會(huì)對零部 件產(chǎn)生腐蝕。
[0011] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述導(dǎo)電柱沿所述集電環(huán)周向均勻分布。
[0012] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述導(dǎo)電柱上還設(shè)有沿所述過渡法蘭徑向向外設(shè)置的 散熱片。
[0013] 通過采用上述技術(shù)方案，導(dǎo)電柱沿集電環(huán)周向均勻分布，則導(dǎo)電柱不會(huì)影響到集 電環(huán)中間的光路，并且均勻分布的導(dǎo)電柱也使得冷卻均勻，散熱片的存在可以加速對周圍 空氣熱量的吸收，從而起到更好的冷卻效果，并且將其沿過渡法蘭徑向向外設(shè)置可以使散 熱片不影響中間的光路。
[0014] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述過渡法蘭與所述導(dǎo)電柱連接部位設(shè)有金屬固定環(huán) 套，該金屬固定環(huán)套一端固定在所述過渡法蘭上；所述導(dǎo)電柱穿設(shè)在金屬固定環(huán)套內(nèi)。
[0015] 通過采用上述技術(shù)方案，金屬固定環(huán)套可以更好的將導(dǎo)電柱固定在過渡法蘭上， 增強(qiáng)導(dǎo)電柱的穩(wěn)定性，并且由于導(dǎo)電柱穿設(shè)在金屬固定環(huán)套內(nèi)，那么金屬固定環(huán)套相當(dāng)于 增大了導(dǎo)電柱的換熱面積，提升對周圍氣體的冷卻效果。
[0016] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述進(jìn)氣嘴以及出氣嘴外壁鍍有絕緣層。
[0017] 通過采用上述技術(shù)方案，具有電絕緣性的進(jìn)氣嘴以及出氣嘴可以對外部冷空氣提 供設(shè)備提供保護(hù)，避免發(fā)生意外。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本實(shí)用新型二氧化碳激光器實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為圖1中A部分的局部放大圖；
[0020] 圖3為本實(shí)用新型二氧化碳激光器實(shí)施例的負(fù)電極以及前段零部件斜仰視結(jié)構(gòu) 圖；
[0021] 圖4為圖3中的B-B剖視圖；
[0022] 圖5為本實(shí)用新型二氧化碳激光器實(shí)施例的負(fù)電極以及前段零部件斜俯視結(jié)構(gòu) 圖。
[0023] 附圖標(biāo)注：1、導(dǎo)電環(huán)套；11、過渡法蘭；111、過渡法蘭內(nèi)氣道；112、負(fù)電極引線； 12、氣嘴；121、進(jìn)氣嘴；122、出氣嘴；13、負(fù)電極環(huán)；14、導(dǎo)電柱；141、散熱片；142、封閉空 腔；143、集電環(huán)；144、進(jìn)氣導(dǎo)電柱；145、出氣導(dǎo)電柱；15、金屬固定環(huán)套；16、通孔；17、光 路；2、安裝法蘭；21、輸出反射鏡；22、調(diào)節(jié)管；3、貯氣管；4、水冷管；5、放電管。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 參照圖1至圖5對本實(shí)用新型二氧化碳激光器實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0025] 從圖1可以看出，導(dǎo)電環(huán)套1設(shè)置在貯氣管3的前端，負(fù)電極環(huán)13位于放電管5 前端，冷卻管4的冷卻區(qū)域部分覆蓋了負(fù)電極環(huán)13所在的位置。導(dǎo)電環(huán)套1包括與負(fù)電極 環(huán)13末端抵觸的集電環(huán)143,以及一端固定連接在集電環(huán)143上并且另一端固定連接在過 渡法蘭11上的導(dǎo)電柱14,如圖5所示，其中，導(dǎo)電柱14沿過渡法蘭11的軸線設(shè)置在集電環(huán) 143上，這里的固定方式可以是直接焊接，如圖2所示。
[0026] -個(gè)優(yōu)選的方案是，導(dǎo)電柱14沿集電環(huán)143周向均勻分布，這樣分布的好處是導(dǎo) 電柱14內(nèi)若通有冷空氣，就可以更好的給周圍氣體換熱。
[0027] -個(gè)優(yōu)選的方案是，導(dǎo)電柱14上設(shè)有沿過渡法蘭11徑向向外分布的散熱片141， 如圖3所示，這樣可以更好的起到與周圍氣體熱交換的效果，而且不影響光路17,散熱片 141可以焊接在導(dǎo)電柱14上。
[0028] -個(gè)優(yōu)選的方案是，過渡法蘭11與導(dǎo)電柱14連接部位設(shè)有金屬固定環(huán)套15,該金 屬固定環(huán)套15-端固定在過渡法蘭11上，導(dǎo)電柱14穿設(shè)在金屬固定環(huán)套內(nèi)，如圖4所示， 金屬固定環(huán)套15與過渡法蘭11的固定方式也可以是直接焊接，而金屬固定環(huán)套15內(nèi)可以 預(yù)先鉆出與導(dǎo)電柱14相適配的孔，然后將導(dǎo)電柱穿過這些孔與過渡法蘭11連接，設(shè)置金屬 固定環(huán)套15的好處是不但增強(qiáng)導(dǎo)電柱14的穩(wěn)定性，并且由于導(dǎo)電柱14穿設(shè)在金屬固定環(huán) 套內(nèi)15,那么金屬固定環(huán)套15相當(dāng)于增大了導(dǎo)電柱14的換熱面積，提升對周圍氣體的冷卻 效果。
[0029] 其工作機(jī)制為：
[0030] 電流通過負(fù)電極環(huán)13、集電環(huán)143、導(dǎo)電柱14、過渡法蘭11以及負(fù)電極引線112流 入外部電源構(gòu)成回路，這時(shí)放電管5起輝，光線通過光路17以及位于安裝法蘭2內(nèi)的輸出 反射鏡21射出，此時(shí)負(fù)電極環(huán)13會(huì)產(chǎn)生高溫。
[0031] 外界的冷空氣可以通過冷卻塔或者制冷機(jī)制出，然后通過進(jìn)氣嘴121進(jìn)入過渡法 蘭內(nèi)氣道111，先對過渡法蘭11進(jìn)行冷卻，然后冷空氣進(jìn)入進(jìn)氣導(dǎo)電柱144內(nèi)的通孔16,對 進(jìn)氣導(dǎo)電柱144進(jìn)行冷卻，并且通過進(jìn)氣導(dǎo)電柱144以及其上的散熱片141對其周圍的氣 體也同時(shí)進(jìn)行冷卻，然后冷空氣再進(jìn)入集電環(huán)143內(nèi)的封閉空腔142,對集電環(huán)143進(jìn)行冷 卻的同時(shí)，也將負(fù)電極環(huán)13上的大量熱量通過集電環(huán)143傳遞到冷空氣內(nèi)，被冷空氣吸收， 吸收了熱量的冷空氣進(jìn)入出氣導(dǎo)電柱145內(nèi)的通孔16,此時(shí)繼續(xù)冷卻出氣導(dǎo)電柱145以及 周圍的氣體，從而冷空氣變?yōu)檩^熱空氣，通過出氣嘴122通往外界。
[0032] 由此可見，通過該冷卻過程，過渡法蘭11、導(dǎo)電柱14、集電環(huán)143都被冷空氣冷卻 著，所以負(fù)電極環(huán)13的熱量在通往安裝法蘭2的傳遞過程中就被冷空氣吸收并排出裝置 夕卜，而且由于使用的是空氣，則不會(huì)對零部件產(chǎn)生腐蝕。
【權(quán)利要求】
1. 一種二氧化碳激光器，包括輸出反射鏡水冷管、安裝法蘭、位于安裝法蘭內(nèi)部通孔處 的輸出反射鏡、過渡法蘭、位于過渡法蘭上的負(fù)電極引線、一端與過渡法蘭抵觸的承接部件 以及套接在該承接部件另一端的負(fù)電極環(huán)，其特征在于：所述承接部件為導(dǎo)電環(huán)套；該導(dǎo) 電環(huán)套包括與所述負(fù)電極環(huán)末端抵觸的集電環(huán)，以及一端固定連接在所述集電環(huán)上并且另 一端固定連接在所述過渡法蘭上的導(dǎo)電柱；其中； 所述集電環(huán)為具有封閉空腔的金屬導(dǎo)管； 所述導(dǎo)電柱沿所述過渡法蘭軸線的方向設(shè)置在所述集電環(huán)上，并且該導(dǎo)電柱至少包括 一條進(jìn)氣導(dǎo)電柱以及一條出氣導(dǎo)電柱，所述進(jìn)氣導(dǎo)電柱與出氣導(dǎo)電柱內(nèi)均設(shè)有用于輸送冷 空氣的通孔；所述通孔的一端均與所述集電環(huán)內(nèi)的封閉空腔連通； 所述過渡法蘭上設(shè)有進(jìn)氣嘴以及出氣嘴，該過渡法蘭內(nèi)還分別設(shè)有與進(jìn)氣嘴以及出氣 嘴連通的過渡法蘭內(nèi)氣道，該過渡法蘭內(nèi)氣道分別與所述進(jìn)氣導(dǎo)電柱的通孔以及出氣導(dǎo)電 柱的通孔另一端連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于：所述導(dǎo)電柱沿所述集電環(huán)周 向均勻分布。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化碳激光器，其特征在于：所述導(dǎo)電柱上還設(shè)有沿所述 過渡法蘭徑向向外設(shè)置的散熱片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的二氧化碳激光器，其特征在于：所述過渡法蘭與所 述導(dǎo)電柱連接部位設(shè)有金屬固定環(huán)套，該金屬固定環(huán)套一端固定在所述過渡法蘭上；所述 導(dǎo)電柱穿設(shè)在金屬固定環(huán)套內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的二氧化碳激光器，其特征在于：所述進(jìn)氣嘴以及出 氣嘴外壁鍍有絕緣層。
【文檔編號】H01S3/041GK203911217SQ201420297422
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】張瑜 申請人:臺州市漢金光電科技有限公司