專利名稱：產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光器，尤其是涉及一種產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器。
背景技術(shù)：
準(zhǔn)分子激光器放電腔腔體的結(jié)構(gòu)，可參見

圖1、圖2所示。目前，世界權(quán)威準(zhǔn)分子激光器制造商LAMBDA PHYSIK公司、TuiLaser公司出品的準(zhǔn)分子激光器都是采用這樣的腔體結(jié)構(gòu)。
其工作過程是當(dāng)兩個(gè)長(zhǎng)條形電極15和16之間有大電流快速放電的時(shí)候，處在放電區(qū)域的基態(tài)下的工作氣體的原子受到激發(fā)，其外層電子被激發(fā)到更高能級(jí)的軌道上，電子分布狀態(tài)被打破，則可和另一原子形成一個(gè)短壽命的分子，這種處于激發(fā)態(tài)的短壽命的分子就叫準(zhǔn)分子。準(zhǔn)分子處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，從激發(fā)態(tài)遷回基態(tài)的瞬間，會(huì)釋放出光子，再經(jīng)光學(xué)諧振腔振蕩放大，發(fā)射出激光。光學(xué)諧振腔由兩塊光學(xué)鏡片組成，一片為全反射鏡片，另一片為半透半反鏡片，它將一部分激光反射到諧振腔內(nèi)參與振蕩，另一部分激光輸出腔外。
但是，現(xiàn)有的準(zhǔn)分子激光器的電極，均為長(zhǎng)條形，以致使其放電區(qū)域是一個(gè)長(zhǎng)方形，它輸出的激光的光斑也為長(zhǎng)方形，其能量的分布不理想，X向和Y向明顯不一致，參見圖3。并且，從激光的應(yīng)用方面來看，不管用于工業(yè)加工，還是醫(yī)學(xué)治療，要求的光斑形狀絕大多數(shù)都是圓形，其能量也應(yīng)當(dāng)是均勻分布的。
所以，就需要將長(zhǎng)方形的激光光斑變換成圓形光斑。通常的做法是將激光器輸出的長(zhǎng)方形光斑，先通過一個(gè)光學(xué)整形器，再通過一個(gè)光學(xué)會(huì)聚器，最后得到一個(gè)符合要求的激光光斑，使用到工作位置上。
光學(xué)會(huì)聚器一般都比較簡(jiǎn)單，大都一、兩個(gè)透鏡解決問題，其能量損耗也比較小。但是光學(xué)整形器的結(jié)構(gòu)就很復(fù)雜，技術(shù)含量很高，往往需要很多個(gè)鏡片，整個(gè)光路的體積也很大，能量損耗也大，有的光學(xué)整形器的能量損耗可以大于百分之五十，并且其價(jià)格也很高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，使用它可以直接產(chǎn)生能量均勻的圓形光斑，而不需要添加光學(xué)整形器等光學(xué)組件對(duì)長(zhǎng)方形的激光光斑進(jìn)行整形。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，包括一激光器放電腔，所述放電腔內(nèi)設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的放電電極，所述放電電極繞放電腔腔體中心軸呈螺旋形分布，成對(duì)設(shè)置的放電電極的電極正面相對(duì)設(shè)置，構(gòu)成對(duì)稱的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的詳細(xì)的技術(shù)方案是一種產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，包括一激光器放電腔，所述放電腔內(nèi)設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的放電電極，所述放電電極繞放電腔腔體中心軸呈螺旋形分布，成對(duì)設(shè)置的放電電極的電極正面相對(duì)設(shè)置，構(gòu)成對(duì)稱的雙螺旋結(jié)構(gòu)。所述放電電極為螺旋形電極條。
本實(shí)用新型的另一種詳細(xì)技術(shù)方案是一種產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，包括一激光器放電腔，所述放電腔內(nèi)設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的放電電極，所述放電電極繞放電腔腔體中心軸呈螺旋形分布，成對(duì)設(shè)置的放電電極的電極正面相對(duì)設(shè)置，構(gòu)成對(duì)稱的雙螺旋結(jié)構(gòu)。所述放電電極由若干個(gè)繞放電腔腔體中心軸呈螺旋形分布的小長(zhǎng)條形電極條組成。
上述第二種方案中，如成對(duì)的小長(zhǎng)條形電極條的數(shù)目增加到極限，相鄰的小長(zhǎng)條形電極條連接成一體，就形成了第一種方案中的成對(duì)的螺旋形電極。
而對(duì)于第一種方案，如果將二根螺旋形電極條分成數(shù)量很多的小段，每小段為小長(zhǎng)條形，即分成數(shù)量很多的小長(zhǎng)條形電極條，并作螺旋形排列，就成了第一種方案。
所以，第二種方案具有更好的加工性，而第一種方案可視為第二種方案的極限狀態(tài)，它們都是對(duì)放電電極進(jìn)行改變，將原本長(zhǎng)條形的電極條，改變成了繞放電腔腔體中心軸的螺旋形分布結(jié)構(gòu)，使原來的長(zhǎng)方形的放電區(qū)域改變成為均勻的圓形，使輸出的光斑的形狀成為均勻的圓形。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型的準(zhǔn)分子激光器，其光學(xué)整形的工作不是在激光器光斑輸出以后才進(jìn)行，而是在光斑形成的同時(shí)就已經(jīng)充分考慮到了激光應(yīng)用方面的要求，在激光輸出的時(shí)候，已經(jīng)同時(shí)完成了光斑整形的工作。
由于免去了光學(xué)整形器，不但可以減少整個(gè)激光應(yīng)用系統(tǒng)的能量損耗，可以減小整個(gè)系統(tǒng)的體積，還可以減少整個(gè)系統(tǒng)的制造成本。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述圖1為現(xiàn)有技術(shù)激光器放電腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的側(cè)視示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)激光器的長(zhǎng)方形光斑示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一中表現(xiàn)放電電極條5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的側(cè)視示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例一中表現(xiàn)放電電極條6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的側(cè)視示意圖；圖8為本實(shí)用新型激光器的圓形光斑示意圖；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為圖9的側(cè)視示意圖。
其中1激光器放電腔；2放電區(qū)域；3半透半反鏡片；4全反射鏡片；5螺旋形電極條；6螺旋形電極條；7小長(zhǎng)條形電極條；8小長(zhǎng)條形電極條；9中間能量較高部分；10邊緣能量較低部分；11激光；15長(zhǎng)條形電極；16長(zhǎng)條形電極。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖4、圖5、圖6、圖7所示，一種產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，包括一激光器放電腔1，放電腔1內(nèi)設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的放電電極。
放電電極采用螺旋形電極條，螺旋形電極條5和螺旋形電極條6兩電極條的電極正面相對(duì)設(shè)置，構(gòu)成以放電腔1腔體中心軸為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
為了圖示清楚，圖4、圖6各繪制表示一根螺旋形電極條的情況。圖4和圖6位置對(duì)應(yīng)繪制，表示了這種雙螺旋結(jié)構(gòu)。在圖4、圖6中，圖下方標(biāo)示出這一根螺旋形電極條在若干位置的截面形狀，以及該位置電極所形成的光斑。
采用本實(shí)用新型激光器產(chǎn)生的圓形光斑如圖8所示。
實(shí)施例二如圖9所示，一種產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，包括一激光器放電腔1，所述放電腔1內(nèi)設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的放電電極，放電電極繞放電腔1腔體中心軸呈螺旋形分布，成對(duì)設(shè)置的放電電極的電極正面相對(duì)設(shè)置，構(gòu)成對(duì)稱的雙螺旋結(jié)構(gòu)。放電電極由若干個(gè)繞放電腔腔體中心軸呈螺旋形分布的小長(zhǎng)條形電極條7、8組成。
如圖9、圖10所示，每對(duì)小長(zhǎng)條形電極條7、8為電極正面相對(duì)設(shè)置，每對(duì)小長(zhǎng)條形電極條7的縱向和放電腔1腔體中心軸向一致，各對(duì)小長(zhǎng)條形電極條7在放電腔1腔體橫截面的投影上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布；并且，各對(duì)小長(zhǎng)條形電極條7在放電腔1腔體橫截面的投影上疊加均勻。
在圖9中，圖下方標(biāo)示出電極每一段位置的小長(zhǎng)條形電極條7、8的截面形狀，以及該位置電極所形成的光斑。圖中，多個(gè)小長(zhǎng)條形電極條7組成了雙螺旋結(jié)構(gòu)中的一組放電電極，多個(gè)小長(zhǎng)條形電極條8組成了相對(duì)應(yīng)的另一組放電電極。這兩組放電電極總體上構(gòu)成了繞放電腔1腔體中心軸的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
采用本實(shí)用新型激光器產(chǎn)生的圓形光斑如圖8所示。
當(dāng)然，本實(shí)用新型的產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器還可具有多種變換及改型，并不局限于上述實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)?？傊?，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的變換或替代以及改型。
權(quán)利要求1.一種產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，包括一激光器放電腔(1)，所述放電腔(1)內(nèi)設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的放電電極，其特征在于所述放電電極繞放電腔(1)腔體中心軸呈螺旋形分布，成對(duì)設(shè)置的放電電極的電極正面相對(duì)設(shè)置，構(gòu)成對(duì)稱的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，其特征在于所述放電電極為螺旋形電極條(5、6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，其特征在于所述放電電極由若干個(gè)繞放電腔(1)腔體中心軸呈螺旋形分布的小長(zhǎng)條形電極條(7、8)組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種產(chǎn)生圓形光斑的準(zhǔn)分子激光器，包括一激光器放電腔，所述放電腔內(nèi)設(shè)置有成對(duì)設(shè)置的放電電極，所述放電電極繞放電腔腔體中心軸呈螺旋形分布，成對(duì)設(shè)置的放電電極的電極正面相對(duì)設(shè)置，構(gòu)成對(duì)稱的雙螺旋結(jié)構(gòu)。所述放電電極可以是采用螺旋形電極條；也可以由若干個(gè)繞放電腔腔體中心軸呈螺旋形分布的小長(zhǎng)條形電極條組成。使用本實(shí)用新型的準(zhǔn)分子激光器可以直接產(chǎn)生能量均勻的圓形光斑，而不需要添加光學(xué)整形器等光學(xué)組件對(duì)長(zhǎng)方形的激光光斑進(jìn)行整形。
文檔編號(hào)H01S3/038GK2935554SQ20062007618
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者陳寅方 申請(qǐng)人:蘇州六六視覺科技股份有限公司