防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及全固態(tài)激光器領(lǐng)域，具體涉及一種防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率全固態(tài)激光器(DPL)在先進(jìn)制造、激光醫(yī)療、前沿科學(xué)和國(guó)家安全等領(lǐng)域有著極為廣闊的應(yīng)用前景。然而，工作環(huán)境中的灰塵顆粒引起的激光打火、空氣聚集濕度引起的結(jié)霧導(dǎo)致的激光器中薄膜光學(xué)器件損傷問(wèn)題是限制激光器功率擴(kuò)展、保持穩(wěn)定性及其它高性能參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素，因此為高功率激光技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)及難點(diǎn)之一。
[0003]為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)方案有:密封腔技術(shù)、被動(dòng)吸附技術(shù)。密封腔技術(shù)通過(guò)將激光器置于充有惰性氣體的密閉空間內(nèi)，隔離外界灰塵及水分，從而防止其引起的薄膜光學(xué)器件損傷；被動(dòng)吸附技術(shù)通過(guò)在激光器上放置干燥劑、不干膠等吸附介質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)灰塵、水分的吸附。兩種技術(shù)方案均可減少激光器周圍灰塵、水分，是實(shí)現(xiàn)激光器功率擴(kuò)展、保持激光器穩(wěn)定性及其它高性能參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要技術(shù)方案。
[0004]現(xiàn)有的密封腔技術(shù)、被動(dòng)吸附技術(shù)用于解決因灰塵、空氣濕度引起的薄膜光學(xué)器件損傷存在以下問(wèn)題:
[0005]I)密封腔技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)100%密閉性，長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，由于實(shí)際應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，密封腔漏氣而引入其工作環(huán)境中的灰塵及氣體，導(dǎo)致密封腔內(nèi)灰塵含量、濕度增大，影響激光器薄膜光學(xué)器件安全及運(yùn)行可靠性；
[0006]2)激光器高功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在高功率激光輻照及高溫下密封腔內(nèi)的各種激光器件均不同程度的釋放氣體與微塵，同時(shí)水冷管道在高水壓下不可避免的泄露水蒸氣，上述因素均導(dǎo)致密封腔內(nèi)灰塵含量、濕度增大；
[0007]3)被動(dòng)吸附技術(shù)僅當(dāng)灰塵及氣體中的水分運(yùn)動(dòng)至吸附物時(shí)才可實(shí)現(xiàn)有效吸附及清除，清除速率低、效果較差，且激光器高功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在高功率激光輻照及高溫下吸附介質(zhì)有可能將其釋放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置，能夠有效降低工作環(huán)境中氣體的灰塵含量與濕度，從而有效的解決工作環(huán)境中的灰塵顆粒引起的激光打火、空氣聚集濕度引起的結(jié)霧導(dǎo)致的激光器中薄膜光學(xué)器件損傷的問(wèn)題。
[0009]為此目的，本發(fā)明提出一種防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置，包括:
[0010]密封腔和氣流控制模塊；其中，
[0011]所述密封腔內(nèi)置激光器，所述密封腔內(nèi)填充有工作氣體，
[0012]所述氣流控制模塊與所述密封腔相連，用于對(duì)所述密封腔內(nèi)的工作氣體中的灰塵含量以及工作氣體的濕度進(jìn)行控制。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例所述的防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置，采用密閉空間氣流控制設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)凈化密封腔內(nèi)氣流，降低密封腔內(nèi)氣體的灰塵含量與濕度，防止灰塵和水分污染薄膜光學(xué)器件，從而實(shí)現(xiàn)有效防止密閉空間激光器薄膜光學(xué)器件損傷與延長(zhǎng)使用壽命的目的，與現(xiàn)有技術(shù)相比可實(shí)時(shí)凈化密封腔內(nèi)氣流、降低濕度，使之滿足激光器運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)潔凈度及濕度的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1中的氣流控制模塊一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]如圖1和2所示，本實(shí)施例公開(kāi)一種防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置，包括:
[0021]密封腔4和氣流控制模塊5 (包括圖1中5-2、5-3、5-4、5-5所示的結(jié)構(gòu))；其中，
[0022]所述密封腔4內(nèi)置激光器(由圖1中1、2、3所示的結(jié)構(gòu)組成)，所述密封腔4內(nèi)填充有工作氣體，
[0023]所述氣流控制模塊5與所述密封腔4相連，用于對(duì)所述密封腔4內(nèi)的工作氣體中的灰塵含量以及工作氣體的濕度進(jìn)行控制。
[0024]參看圖1，本發(fā)明實(shí)施例中，激光器可以由栗浦模塊1、激光增益介質(zhì)2和光學(xué)器件3組成，所述激光增益介質(zhì)2與光學(xué)器件3為薄膜光學(xué)器件；栗浦模塊I，用于為激光器中的激光增益介質(zhì)2提供栗浦能量以及熱管理；激光增益介質(zhì)2，吸收栗浦模塊I提供的栗浦能量，產(chǎn)生激光增益；光學(xué)器件3，與所述激光增益介質(zhì)2沿光軸放置，用于為所述激光增益提供正反饋、實(shí)現(xiàn)激光性能控制及激光傳輸方向控制；所述光學(xué)器件3與所述栗浦模塊1、激光增益介質(zhì)2組成具有特定激光性能的激光振蕩器或者激光放大器(激光器)，實(shí)現(xiàn)激光振蕩或者激光放大以及特定性能激光輸出。
[0025]本發(fā)明所述的裝置包括密封腔4和氣流控制模塊5，密封腔4，為所述栗浦模塊1、激光增益介質(zhì)2以及光學(xué)器件3組成的激光器提供密封環(huán)境；氣流控制模塊5，與密封腔4相連，一方面用于實(shí)現(xiàn)密封腔4內(nèi)工作氣體循環(huán)，實(shí)時(shí)控制工作氣體中灰塵含量以及濕度值，另一方面，所述氣流控制模塊5由出氣端5-2、回氣端5-3、控制器5-4、循環(huán)通道5_5和氣流定位控制器組成，還可以實(shí)時(shí)冷卻、凈化腔內(nèi)薄膜光學(xué)器件，其具體工作過(guò)程為:
[0026]所述出氣端5-2、回氣端5-3與密封腔4連接，工作氣體由所述出氣端5_2進(jìn)入并流經(jīng)密封腔4，由所述回氣端5-3導(dǎo)出密封腔4并導(dǎo)入控制器5-4 ;所述控制器5-4為所述工作氣體中的灰塵含量及濕度提供實(shí)時(shí)控制，并為工作氣體循環(huán)提供驅(qū)動(dòng)力，使灰塵含量及濕度實(shí)時(shí)控制后符合要求的工作氣體再經(jīng)循環(huán)通道5-5回到回氣端5-3，進(jìn)而循環(huán)工作；所述循環(huán)通道5-5連接在出氣端5-2或者回氣端5-3，具有氣流定位控制微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(氣流定位控制器)，對(duì)準(zhǔn)薄膜光學(xué)器件的通光端面進(jìn)行吹氣或者吸氣，實(shí)時(shí)冷卻、凈化薄膜光學(xué)器件，防止其端面濕氣聚集結(jié)霧以及灰塵聚集導(dǎo)致打火，
[0027]所述對(duì)準(zhǔn)薄膜光學(xué)器件的通光端面進(jìn)行吹氣，具體過(guò)程為:
[0028]所述循環(huán)通道連接在出氣端5-5，氣流定位控制器出氣端將所述工作氣體噴射至所述激光增益介質(zhì)2端面，或者光學(xué)器件3通光端面，所述工作氣體增大通光端面湍流，實(shí)現(xiàn)通光端面的冷卻，同時(shí)帶走其表面的灰塵實(shí)現(xiàn)所述通光端面凈化；
[0029]所述對(duì)準(zhǔn)薄膜光學(xué)器件的通光端面進(jìn)行吸氣，具體過(guò)程為:
[0030]所述循環(huán)通道5-5連接在回氣端，氣流定位控制器出氣端對(duì)準(zhǔn)激光器的激光增益介質(zhì)2端面或者光學(xué)器件3通光端面，將所述激光增益介質(zhì)2端面，或者光學(xué)器件3通光端面附近的工作氣體吸入至循環(huán)管道5-5并帶出密封腔4 ;所述回氣端5-3工作氣體被吸入過(guò)程增大通光端面湍流，實(shí)現(xiàn)通光端面的冷卻，同時(shí)帶走其表面的灰塵實(shí)現(xiàn)所述通光端面凈化；
[0031]所述5-4由驅(qū)動(dòng)器5-41、除塵器5_42、干燥器5_43、探測(cè)器5_44、處理器5_45、顯示器5-46、報(bào)警器5-47組成，如圖2所示:
[0032]驅(qū)動(dòng)器5-41，用于為工作氣體循環(huán)提供驅(qū)動(dòng)力；
[0033]除塵器5-42，用于吸收工作氣體中的灰塵顆粒，降低灰塵含量；
[0034]干燥器5-43，用于吸收工作氣體中的水分，降低工作氣體的濕度；
[0035]探測(cè)器5-44，用于探測(cè)工作氣體中灰塵含量、以及濕度值，并將探測(cè)器5-44探測(cè)的信號(hào)反饋至處理器5-45 ;
[0036]處理器5-45，用于分析并處理數(shù)據(jù)，并將分析結(jié)果傳輸至顯示器5-46顯示，當(dāng)工作氣體中的灰塵含量或者濕度不滿足設(shè)定值時(shí)，報(bào)警器5-47提供灰塵含量報(bào)警，或者濕度報(bào)警；實(shí)現(xiàn)激光器灰塵含量實(shí)時(shí)控制，防止薄膜光學(xué)器件通光端面打火，同時(shí)控制工作氣體濕度，防止腔內(nèi)濕氣聚集結(jié)霧從而污染薄膜光學(xué)器件。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例所述的防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置，采用密閉空間氣流控制設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)凈化密封腔內(nèi)氣流，降低密封腔內(nèi)氣體的灰塵含量與濕度，防止灰塵和水分污染薄膜光學(xué)器件，從而實(shí)現(xiàn)有效防止密閉空間激光器薄膜光學(xué)器件損傷與延長(zhǎng)使用壽命的目的，與現(xiàn)有技術(shù)相比可實(shí)時(shí)凈化密封腔內(nèi)氣流、降低濕度，使之滿足激光器運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)潔凈度及濕度的要求。
[0038]可選地，參看圖2和圖3，在本發(fā)明防止激光器薄膜光學(xué)器件損傷的裝置的另一實(shí)施例中，所述氣流控制模塊，包括:
[0039]出氣端5-2、回氣端5-3和控制器5_4 ;其中，
[0040]所述出氣端5-2和回氣端5-3與所述密封腔4連接，
[0041]所述控制器5-4，用于驅(qū)動(dòng)所述工作氣體循環(huán)，在所述工作氣體循環(huán)的過(guò)程中，所述