二氧化碳激光器電極板的表面處理方法及激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳激光器電極板的表面處理方法及其二氧化碳激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳激光器是以二氧化碳?xì)怏w作為工作物質(zhì)的氣體激光器，商用的二氧化碳激光器，功率范圍在數(shù)瓦到數(shù)千瓦，在激光加工中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著激光加工應(yīng)用的普及，用戶對于激光器提出了更高，更多樣的要求。針對激光加工的需求，通過改變激光器的某個部件達(dá)到特殊激光加工的需求，已經(jīng)越來越普遍。
[0003]但現(xiàn)有二氧化碳激光器，特別是高功率的二氧化碳激光器使用放電面為鏡面反射的極板，在波導(dǎo)方向上比較難獲得基模激光輸出，故，有必要設(shè)計一種新的二氧化碳激光器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種相對于采用鏡面反射的極板、激光功率下降比較少且可以獲得波導(dǎo)方向的基模輸出的二氧化碳激光器電極板的表面處理方法及其二氧化碳激光器。
[0005]本發(fā)明提供一種二氧化碳激光器電極板的表面處理方法，二氧化碳激光器電極板的放電表面進(jìn)行噴砂處理。
[0006]其中，二氧化碳激光器電極板的放電表面進(jìn)行干噴砂處理。
[0007]其中，二氧化碳激光器電極板的非放電表面進(jìn)行防護(hù)處理。
[0008]其中，通過噴砂處理，電極板的放電表面的粗糙度Ra為8-12 μm。
[0009]其中，包括如下步驟:
[0010]第一步:選擇噴砂機(jī)；
[0011]第二步:選擇石英砂粒，砂號為400號，即砂粒的尺寸為1/400英寸；
[0012]第三步:對二氧化碳激光器的正極板的放電表面和負(fù)極板的放電表面均進(jìn)行均勻噴砂；
[0013]第四步:結(jié)束噴砂。
[0014]其中，所述石英砂礫的尺寸為1/300英寸至1/500英寸。
[0015]本發(fā)明還提供二氧化碳激光器，其包括:金屬殼體、密封在金屬殼體內(nèi)的相對的兩電極板，該兩電極板均由金屬板條構(gòu)成，其中一電極板為正極板，另一電極板為負(fù)極板，正極板的板條放電表面和負(fù)極板的板條放電表面互相平行，正極板連接一射頻電源，負(fù)極板接地，放電發(fā)生在正極板的板條放電表面和負(fù)極板的板條放電表面之間。
[0016]其中，還包括位于金屬殼體內(nèi)的全反射鏡和輸出鏡，全反射鏡位于該兩電極板的一端，輸出鏡位于該兩電極板的另一端并位于激光輸出端。
[0017]其中，正極板的板條放電表面和負(fù)極板的板條放電表面之間間距范圍一般為1.5mm至4mm，正極板的板條和負(fù)極板的板條之間的間隔形成一個激光傳輸?shù)耐ǖ馈?br>[0018]其中，正極板和負(fù)極板均為長方體，激光沿兩極板的長度方向上傳輸。
[0019]通過本發(fā)明方法處理電極板的放電表面，波導(dǎo)方向的激光為基模輸出，激光輸出功率受此影響不大，相比于鏡面反射的極板，激光功率下降約10%。
【附圖說明】
[0020]圖1所示為射頻激勵板條激光器示意圖；
[0021]圖2所示為射頻板條激光器的內(nèi)部示意圖；
[0022]圖3所示為電極板示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明揭示一種二氧化碳激光器及其極板放電表面處理方法，本發(fā)明二氧化碳激光器是一種封離型射頻激勵擴(kuò)散冷卻板條波導(dǎo)C02激光器，其功率范圍在數(shù)瓦到數(shù)千瓦，并且具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，工作頻率易于調(diào)制，免維護(hù)等眾多優(yōu)點，在激光加工中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0024]圖1所示為二氧化碳激光器的內(nèi)部示意圖，二氧化碳激光器包括:金屬殼體10、密封在金屬殼體10內(nèi)的相對的兩電極板20、30、全反射鏡40、以及輸出鏡50，全反射鏡40位于該兩電極板的一端，輸出鏡50位于該兩電極板的另一端并位于激光輸出端，兩電極板20、30由兩片平行放置的金屬板條構(gòu)成，其中一電極板20為正極板20，另一電極板為負(fù)極板30，激光器產(chǎn)生的激光100從激光器輸出窗口 11輸出。
[0025]如圖2所示，在本實施例中，正極板20和負(fù)極板30均為長方體，其長度為幾百毫米，寬度為幾十毫米，高度為十幾毫米，兩極板在激光器內(nèi)相對平行安裝，正極板20的板條放電表面和負(fù)極板30的板條放電表面之間的間距為1.5mm至4mm，正極板20的板條和負(fù)極板30的板條之間的間隔形成一個激光100傳輸?shù)耐ǖ?。激光在兩極板的寬度方向上傳輸，為自由傳輸，在兩電極板的間隔方向上為波導(dǎo)傳輸。
[0026]其中，正極板20的板條通過射頻傳輸線80連接一射頻電源60，負(fù)極板30的板條接地，放電發(fā)生在正極板20的板條和負(fù)極板30的板條之間，如圖3所示，正極板20設(shè)有與負(fù)極板30相對的正極放電表面21，負(fù)極板30設(shè)有與正極板20相對的負(fù)極放電表面31，電極板20固定在金屬殼體10內(nèi)但和金屬殼體10保持絕緣狀態(tài)，同時，射頻電源60和相應(yīng)的射頻傳輸線80均與金屬殼體10保持絕緣狀態(tài)，電極板30通過螺釘70固定在金屬殼體10內(nèi)且和金屬殼體10保持導(dǎo)通狀態(tài)。
[0027]激光在波導(dǎo)通道中傳輸時，對于若干的低階模式，由于其傳輸方向十分接近于波導(dǎo)的軸線，它們在波導(dǎo)的表面發(fā)生掠入射，極板放電表面的鏡面反射率，影響激光的功率和激光在波導(dǎo)方向的模式。
[0028]在一個射頻周期內(nèi)，與射頻電源60連接的正極板20加載高電壓，與大地相連接的負(fù)極板30。正負(fù)極板20、30之間充滿工作氣體，正負(fù)極板和工作氣體組成了一個平板電容。當(dāng)正極板20加上合適的電壓后，兩極20、30板間的工作氣體被擊穿，進(jìn)行放電，工作氣體被激勵，產(chǎn)生激光增益介質(zhì)。當(dāng)激光增益介質(zhì)的增益系數(shù)大于損耗系數(shù)的時候，產(chǎn)生激光。激光在兩極板形成的通道中傳輸，并被其中的增益介質(zhì)放大。
[0029]—般的板條二氧化碳激光器兩極板放電表面平面度高，光潔度高，以得到鏡面反射的效果，從而得到盡可能高的激光功率輸出。雖然極板表面的鏡面反射率越高，對于激光功率輸出越有利，但不利于抑制高階模式輸出，得到高質(zhì)量的激光光束。
[0030]為了得到波導(dǎo)方向的基模激光輸出，并且對激光輸出功率影響不大，本發(fā)明提出了一種極板放電面的處理方法，采用該方法處理后的極板，波導(dǎo)方向的激光為基模輸出，且激光功率受輸出影響不大，相比于鏡面反射的極板，激光功率下降約10%。
[0031]本發(fā)明采用的方法如下:對電極板20、30的放電表面進(jìn)行噴砂處理，最好采用干噴砂處理，采用手工空氣壓力噴砂機(jī)，對極板的放電表面進(jìn)行均勻的噴砂處理。光束在處理后的極板表面，不再發(fā)生鏡面反射，而是漫反射。具體實施方法包括如下步驟:
[0032]第一步:選擇噴砂機(jī)，噴砂機(jī)的氣源壓力約為5個大氣壓，最好選用商用的干噴砂機(jī)。
[0033]第二步:選擇石英砂粒，砂號為400號，即砂粒的尺寸為1/300英寸至1/500英寸，最好為1/400英寸。
[0034]第三步:對正極板的放電表面和負(fù)極板的放電表面均進(jìn)行均勻噴砂。
[0035]第四步:結(jié)束噴砂。
[0036]在本發(fā)明中，僅對電極板的放電表面進(jìn)行噴砂處理，其他非放電面需要進(jìn)行防護(hù)處理，不可進(jìn)行噴砂處理。
[0037]使用上述方法處理之后的極板放電表面，極板粗糙度Ra為8-12 μπι，最好為10 μ mD
[0038]通過本發(fā)明方法處理電極板的放電表面，波導(dǎo)方向的激光為基模輸出，激光功率受輸出影響不大，相比于鏡面反射的極板，激光功率下降約10%。
[0039]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0040]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
【主權(quán)項】
1.一種二氧化碳激光器電極板的表面處理方法，其特征在于:二氧化碳激光器電極板的放電表面進(jìn)行噴砂處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳激光器電極板的表面處理方法，其特征在于，二氧化碳激光器電極板的放電表面進(jìn)行干噴砂處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳激光器電極板的表面處理方法，其特征在于，二氧化碳激光器電極板的非放電表面進(jìn)行防護(hù)處理。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳激光器電極板的表面處理方法，其特征在于，通過噴砂處理，電極板的放電表面的粗糙度Ra為8-12 μm。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的二氧化碳激光器電極板的表面處理方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步:選擇噴砂機(jī)； 第二步:選擇石英砂粒，砂號為400號，即砂粒的尺寸為1/400英寸； 第三步:對二氧化碳激光器的正極板的放電表面和負(fù)極板的放電表面均進(jìn)行均勻噴砂； 第四步:結(jié)束噴砂。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二氧化碳激光器電極板的表面處理方法，其特征在于，所述石英砂礫的尺寸為1/300英寸至1/500英寸。7.一種采用權(quán)利要求1所述表面處理方法的二氧化碳激光器，其特征在于:其包括:金屬殼體、密封在金屬殼體內(nèi)的相對的兩電極板，該兩電極板均由金屬板條構(gòu)成，其中一電極板為正極板，另一電極板為負(fù)極板，正極板的板條放電表面和負(fù)極板的板條放電表面互相平行，正極板連接一射頻電源，負(fù)極板接地，放電發(fā)生在正極板的板條放電表面和負(fù)極板的板條放電表面之間。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二氧化碳激光器，其特征在于:還包括位于金屬殼體內(nèi)的全反射鏡和輸出鏡，全反射鏡位于該兩電極板的一端，輸出鏡位于該兩電極板的另一端并位于激光輸出端。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二氧化碳激光器，其特征在于:正極板的板條放電表面和負(fù)極板的板條放電表面之間間距范圍一般為1.5mm至4mm，正極板的板條和負(fù)極板的板條之間的間隔形成一個激光傳輸?shù)耐ǖ馈?0.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的二氧化碳激光器，其特征在于:正極板和負(fù)極板均為長方體，激光沿兩極板的長度方向上傳輸。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種二氧化碳激光器電極板的表面處理方法，二氧化碳激光器電極板的放電表面進(jìn)行噴砂處理。本發(fā)明又提供二氧化碳激光器，其包括：金屬殼體、密封在金屬殼體內(nèi)的相對的兩電極板，該兩電極板由兩片平行放置的金屬板條構(gòu)成，其中一電極板為正極板，另一電極板為負(fù)極板，正極板的板條連接一射頻電源，負(fù)極板的板條接地，放電發(fā)生在正極板的板條放電表面和負(fù)極板的板條放電表面之間。通過本發(fā)明方法處理電極板的放電表面，波導(dǎo)方向的激光為基模輸出，激光功率受輸出影響不大，相比于鏡面反射的極板，激光功率下降約10％。
【IPC分類】H01S3/038
【公開號】CN105375242
【申請?zhí)枴緾N201510821276
【發(fā)明人】張鵬, 朱偉林, 任寧, 林守利, 徐錦忠, 李志 , 高云峰
【申請人】大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月24日