專利名稱：射頻板條CO₂激光器光閘系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻板條CO2激光器，具體地說是一種射頻板條CO2激光器光閘系統(tǒng)，屬于激光器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
激光器光閘是對激光器光束輸出進(jìn)行開放和關(guān)閉控制。在不同類型的激光器及激光應(yīng)用中都有很重要的作用，是激光器的重要組成部件。激光器光閘主要是由改變光路的全反鏡，用于接收激光的帶冷卻系統(tǒng)的吸收體和全反鏡的傳動裝置組成。激光器光閘設(shè)計的關(guān)鍵是在全反鏡傳動裝置的靈敏性和穩(wěn)定性，吸收體的熱轉(zhuǎn)換效率。其中全反鏡的傳動裝置的靈敏性主要取決驅(qū)動的性能，穩(wěn)定性主要取決于能否有效的抵抗外部環(huán)境的干擾。吸收體的熱轉(zhuǎn)換效率主要取決于光束進(jìn)入吸收體的狀態(tài)，吸收體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。目前還并沒有專門用于高功率CO2板條激光器的光閘，其他現(xiàn)有激光器的光閘設(shè)計普通存在抗干擾能力小，穩(wěn)定性差，設(shè)計復(fù)雜不利于維護(hù)，熱轉(zhuǎn)換效率低，激光光束逸出吸收體等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種傳動靈敏穩(wěn)定，裝配簡單，易于維護(hù)，熱轉(zhuǎn)換效率高，能適應(yīng)不同環(huán)境和有效阻止激光束在吸收體的逸出的射頻板條CO2激光器光閘系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的射頻板條CO2激光器光閘系統(tǒng)，包括減壓閥、電磁閥、兩位五通換向閥、帶有氣動控制系統(tǒng)的全反鏡以及位于全反鏡光路上的吸收體，減壓閥的出口與電磁閥的進(jìn)氣口連接，電磁閥的出氣口與兩位五通閥的進(jìn)氣口連接并能控制兩位五通閥的開氣、閉氣；全反鏡上連接有可驅(qū)動全反鏡往復(fù)運(yùn)行的氣缸，兩位五通閥的兩個出氣口與氣缸的兩個氣孔連接，氣缸推動全反鏡進(jìn)入光路后可將激光光束反射進(jìn)入吸收體內(nèi)。所述全反鏡上設(shè)置有一個進(jìn)行散熱的水冷系統(tǒng)，冷卻水從進(jìn)水口進(jìn)入和出水口流出經(jīng)過水冷系統(tǒng)的水冷通道對全反鏡進(jìn)行冷卻。所述吸收體上設(shè)置有一個進(jìn)行散熱的水冷系統(tǒng),冷卻水從進(jìn)水口進(jìn)入和出水口流出經(jīng)過水冷系統(tǒng)的水冷通道對吸收體進(jìn)行冷卻。本發(fā)明的優(yōu)點在于:
由于設(shè)置的減壓閥、電磁閥、兩位五通換向閥、通過設(shè)置的三種閥門控制全反鏡，由此設(shè)置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
1、具有傳動靈敏、穩(wěn)定，可控的特性，用減壓閥控制氣體壓力，可以根據(jù)全反鏡的重量和使用情況實時的調(diào)節(jié)傳動的速度；
2、適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)不同的工作環(huán)境；
3、裝配簡單、易于維護(hù)，熱轉(zhuǎn)換效率高，能有效的阻止激光束在吸收體的逸出；
4、由幾個不同單元組成一個光閘系統(tǒng)，維護(hù)成本降低。


圖1為本發(fā)明射頻板條CO2激光器光閘系統(tǒng)的系統(tǒng)不意 圖2為本發(fā)明中的減壓閥結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明中的電磁閥未通電狀態(tài)示意 圖4為本發(fā)明中的兩位五通換向閥未通電狀態(tài)示意 圖5為本發(fā)明中的全反鏡結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明中的吸收體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明的射頻板條CO2激光器光閘系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明的射頻板條0)2激光器光閘系統(tǒng)，包括恒壓控制裝置，導(dǎo)向裝置和能量吸收裝置，恒壓控制由減壓閥I完成，減壓閥的出口 6與電磁閥的進(jìn)氣口 7連接，電磁閥的出氣口 8與兩位五通閥的進(jìn)氣口 9連接并能控制兩位五通閥的開氣、閉氣；氣動控制系統(tǒng)的全反鏡4上連接有可驅(qū)動全反鏡往復(fù)運(yùn)行的氣缸10，兩位五通閥的兩個出氣口 11分別與氣缸的兩個氣孔12連接控制全反鏡4的導(dǎo)向，全反鏡與光束方向成45度，還設(shè)置有一個位于全反鏡光路上的吸收體5，氣缸10推動全反鏡4進(jìn)入光路后可將激光光束反射給能量吸收裝置即吸收體從而完成截斷激光的工作。如圖2所示，減壓閥I是靠進(jìn)氣口的節(jié)流作用減壓，靠膜片15上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用穩(wěn)壓；調(diào)壓彈簧16即可使輸出壓力在一定范圍內(nèi)改變，壓力為Pl的壓縮空氣，由左端輸入經(jīng)閥口節(jié)流后，壓力降為P2輸出，P2的大小可由調(diào)壓彈簧16進(jìn)行調(diào)節(jié)；順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，壓縮調(diào)壓彈簧16及膜片15使閥芯17下移，增大閥口的開度使P2增大；若反時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，閥口的開度減小，P2隨之減??；若Pl瞬時升高，P2將隨之升高，使膜片15氣室內(nèi)壓力升高，在膜片15上產(chǎn)生的推力相應(yīng)增大，此推力破壞了原來力的平衡，使膜片15向上移動，有少部分氣流經(jīng)溢流孔、排氣孔排出，在膜片15上移的同時，因復(fù)位彈簧27的作用，使閥芯17也向上移動，關(guān)小進(jìn)氣閥口，節(jié)流作用加大，使輸出壓力下降，直至達(dá)到新的平衡為止，輸出壓力基本又回到原來值，若輸入壓力瞬時下降，輸出壓力也下降、膜片下移，閥芯隨之下移，進(jìn)氣閥口開大，節(jié)流作用減小，使輸出壓力也基本回到原來值。如圖2、圖3所示，高壓氣體連接減壓閥進(jìn)口從出口 6出來變成低壓恒壓氣體，出口 6與電磁閥進(jìn)氣口 7連接，電磁閥2是依靠供電線圈產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動活動鐵芯使閥瓣啟閉的閥門。通電前，閥門處于常閉狀態(tài)，通電后電磁力驅(qū)動活動鐵芯，使閥門立即開啟，電磁閥能反映迅速，結(jié)構(gòu)小巧，價格低廉，同時能有效的防止工作氣體的泄露，使用安全。如圖3、圖4所示，電磁閥出氣口 8連接兩位五通閥的進(jìn)氣口 9，控制兩位五通閥的開氣、閉氣。兩位五通閥具有結(jié)構(gòu)緊湊、換向靈活、工作可靠、無噪音、無污染。兩位五通閥的進(jìn)氣方向由自帶的電磁閥控制，方便操作，同時，選用的兩位五通閥設(shè)有手動操縱按鈕，供調(diào)試或緊急情況時使用。如圖5所示，全反鏡4上設(shè)置有冷卻水從進(jìn)水口 18進(jìn)入和出水口 19流出經(jīng)過水冷系統(tǒng)的水冷通道對全反鏡4進(jìn)行冷卻。通過冷水的流動達(dá)到冷卻的目的。氣缸的兩個氣孔12與兩位五通閥的出氣口 11分別連接，通過不同氣孔從活塞兩側(cè)交替供氣，在兩個方向上分別輸出力使汽缸作直線往返運(yùn)動；全反鏡4通過全反鏡底座20與導(dǎo)軌21連接，氣缸活塞桿22通過連接桿23與全反鏡底座20連接，氣缸活塞在兩個氣孔12的分別作用下往返運(yùn)動，帶動全反鏡底座20在導(dǎo)軌21上做往返直線運(yùn)動，全反鏡底座20帶動固定在全反鏡底座20上的全反鏡4往返運(yùn)動，達(dá)到切入和離開光路的目的。氣缸和導(dǎo)軌固定在設(shè)備24上。整個系統(tǒng)中氣缸的運(yùn)動速度可以很方便的通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力來實時調(diào)節(jié)，同時氣缸的成本較低，易于維護(hù)。全反鏡帶有冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)能有效的防止反射鏡過熱而造成的損壞，提高部件的使用壽命和使用安全。帶水冷系統(tǒng)的吸收體如圖6所示，氣缸10推動全反鏡4進(jìn)入光路將激光光束反射進(jìn)入帶水冷系統(tǒng)的吸收體5內(nèi)，
吸收體整體結(jié)構(gòu)為一個空心圓柱體25，空心圓柱體25內(nèi)部有一個實心圓錐體26。當(dāng)光束射入空心圓柱體25內(nèi)部后到達(dá)圓錐體26，圓錐體26的角度經(jīng)過設(shè)計使深入錐體的光束多次反射而不逸出圓柱體25外部。吸收體5由紫銅加工而成，熱導(dǎo)率好。同時外部加工深螺紋增加散熱面積，內(nèi)部加工細(xì)螺紋，激光功率過大的時候可在內(nèi)部加入鋁制器件增加散熱能力，吸收體5上設(shè)置有一個進(jìn)行散熱的水冷系統(tǒng)，冷卻水從進(jìn)水口 13進(jìn)入和出水口14流出經(jīng)過水冷系統(tǒng)的水冷通道對吸收體5進(jìn)行冷卻。使用時，高壓氣體首先經(jīng)過減壓閥1，減壓閥I能夠保持光閘系統(tǒng)的穩(wěn)定，能根據(jù)實時的工作情況進(jìn)行氣壓的調(diào)節(jié)，高壓氣體通過減壓閥成為低恒壓氣體，從而使電磁閥壽命的導(dǎo)延長，電磁閥作為光閘系統(tǒng)的總控制，電磁閥后面連接的兩位五通閥，兩位五通閥后面連接帶傳動系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)的全反鏡，兩位五通閥帶有氣壓調(diào)節(jié)裝置，能方便的對全反鏡的運(yùn)動速度即靈敏度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過兩位五通閥和全反鏡下氣缸的進(jìn)氣方向，控制全反鏡的切入和離開激光輸出光路，由此使全反鏡切入和離開光路由氣缸推動全反鏡在直線導(dǎo)軌上運(yùn)動來實現(xiàn)。氣缸的運(yùn)動速度通過兩位五通閥和減壓閥來控制。全反鏡上還帶有冷卻系統(tǒng)，避免發(fā)射機(jī)過熱帶來的影響。吸收體的螺紋設(shè)計使散熱更加充分，錐體的設(shè)計能使射入的激光光束不逸出，同時也增大了散熱面積。
權(quán)利要求
1.一種射頻板條CO2激光器光閘系統(tǒng)，其特征在于:包括減壓閥(I)、電磁閥(2)、兩位五通換向閥(3)、帶有氣動控制系統(tǒng)的全反鏡(4)以及位于全反鏡光路上的吸收體(5)，所述減壓閥的出口(6)與電磁閥的進(jìn)氣口(7)連接，所述電磁閥的出氣口(8)與兩位五通閥的進(jìn)氣口(9)連接并能控制兩位五通閥的開氣、閉氣；所述全反鏡(4)上連接有可驅(qū)動全反鏡往復(fù)運(yùn)行的氣缸(10)，所述兩位五通閥的兩個出氣口(11)分別與氣缸的兩個氣口(12)連接，所述氣缸(10)推動全反鏡(4)進(jìn)入光路后可將激光光束反射進(jìn)入吸收體(5)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的射頻板條CO2激光器光閘系統(tǒng)，其特征在于:所述全反鏡(4)上設(shè)置有一個進(jìn)行散熱的水冷系統(tǒng)，冷卻水從進(jìn)水口(18)進(jìn)入和出水口(19)流出經(jīng)過水冷系統(tǒng)的水冷通道對全反鏡(4)進(jìn)行冷卻。
3.按照權(quán)利要求1所述的射頻板條CO2激光器光閘系統(tǒng)，其特征在于:所述吸收體(5)上設(shè)置有一個進(jìn)行散熱的水冷系統(tǒng)，冷卻水從進(jìn)水口(13)進(jìn)入和出水口(14)流出經(jīng)過水冷系統(tǒng)的水冷通道對吸收體(5)進(jìn)行冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻板條CO2激光器光閘系統(tǒng)。它包括減壓閥、電磁閥、兩位五通換向閥、帶有氣動控制系統(tǒng)的全反鏡以及位于全反鏡光路上的吸收體，減壓閥的出口與電磁閥的進(jìn)氣口連接，電磁閥的出氣口與兩位五通閥的進(jìn)氣口連接并能控制兩位五通閥的開氣、閉氣；全反鏡上連接有可驅(qū)動全反鏡往復(fù)運(yùn)行的氣缸，兩位五通閥的兩個出氣口與氣缸的兩個氣孔連接，氣缸推動全反鏡進(jìn)入光路后可將激光光束反射進(jìn)入吸收體內(nèi)。其優(yōu)點在于傳動靈敏、穩(wěn)定，可控，可實時的調(diào)節(jié)傳動的速度；適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)不同的工作環(huán)境；裝配簡單、易于維護(hù)，熱轉(zhuǎn)換效率高，能有效的阻止激光束在吸收體的逸出；由幾個不同單元組成一個光閘系統(tǒng)，維護(hù)成本降低。
文檔編號H01S3/02GK103117500SQ20131003123
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者吳益, 肖龍勝, 鄧前松 申請人:江蘇益林金剛石工具有限公司, 華中科技大學(xué)