一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲氣管、水冷管和放電管，所述水冷管與所述放電管固定連接，所述水冷管與所述儲氣管之間設(shè)置有支撐架，所述支撐架分別與所述水冷管和儲氣管固定連接，所述支撐架在沿所述儲氣管長度的方向上具有彈性，所述支撐架在沿所述儲氣管徑向的方向上具有彈性。通過在水冷管和儲氣管之間固定設(shè)置支撐架，支撐架在沿儲氣管的長度方向和徑向方向上都具有彈性，使得激光器無論是受到長度方向還是徑向方向的沖擊，支撐架都能夠提供一定程度的彈性變形，起緩沖作用，避免激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到?jīng)_擊而碎裂。
【專利說明】一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光 器。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于二氧化碳激光器有比較大的功率和比較高的能量轉(zhuǎn)換效率，譜線也比較豐 富，在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出，在工業(yè)、軍事、醫(yī)療、科研等方面都得到了廣 泛的應(yīng)用。
[0003] 目前的二氧化碳激光器，通常包括有放電管、套設(shè)在放電管外部的水冷管，套設(shè)在 水冷管外部的儲氣管、設(shè)置在放電管兩端的電極、以及設(shè)置在儲氣管兩端的輸出窗和反射 窗，反射窗包括有反射鏡片和反射鏡片冷卻裝置，輸出窗包括有輸出鏡片和輸出鏡片冷卻 裝置，在放電管內(nèi)充以二氧化碳氣體和其它輔助氣體；當在電極上加高電壓時，放電管中產(chǎn) 生輝光放電，經(jīng)反射鏡片和輸出鏡片反射后形成激光束，從輸出鏡片中射出得到最終的激 光束。
[0004] 由于激光器通常為細長結(jié)構(gòu)，放電管套設(shè)在水冷管內(nèi)，而水冷管又套設(shè)在儲氣管 內(nèi)，在水冷管與儲氣管之間需要設(shè)置支撐架來保證水冷管與儲氣管之間相對位置的固定。
[0005] 由于激光器的特殊的結(jié)構(gòu)特性要求，需要支撐架不同于常規(guī)支撐架，而同時具備 多個方面的能力。
[0006] 首先，由于激光器的儲氣管、水冷管和放電管都為玻璃件，其可塑性差，耐沖擊能 力差，所以需要支撐架在提供堅直方向的支撐力的同時，還需要支撐架在堅直方向具有一 定的彈性，使激光器在受到堅直方向沖擊的時候，支撐架能夠提供一定程度的彈性變形量， 避免激光器內(nèi)部的各個細長管件因堅直方向的沖擊而破壞； 其次，在激光器搬移運輸時，常常也會受到沿長度方向的沖擊力，所以還需要支撐架能 夠提供沿激光器長度方向的支撐力；然而，在激光器工作時，放電管和水冷管的溫度逐漸升 高，使得放電管和水冷管的長度也會具有一定長度的伸長量，所以使得支撐架在提供沿激 光器長度方向的支撐力的同時，還需要在沿激光器的長度方向上具有一定的彈性，以起到 緩沖作用，避免激光器內(nèi)部的各個細長管件因沿激光器長度方向的沖擊而破壞； 為此，發(fā)明人在經(jīng)潛心研發(fā)和若干試驗后，設(shè)計出了一種盤狀支撐架，詳見中國專利， 專利號：CN203585734U，發(fā)明名稱為《一種盤狀支撐架》，通過這種盤狀支撐架比較完美的解 決了上述問題。
[0007] 但是，隨著發(fā)明人進一步的深入研究，以及實際生產(chǎn)中和客戶所反饋回來的問 題，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述這種結(jié)構(gòu)的盤狀支撐架依然存在著不足。具體體現(xiàn)為，在沿激光器長 度方向的強度不夠，當激光器受到沿長度方向的沖擊時，容易發(fā)生支撐架斷裂，或者支撐架 與儲氣管或者水冷管之間的連接斷開，導致激光器內(nèi)部碎裂；而在沿儲氣管徑向上的卻基 本為剛性支撐，所以當激光器受到?jīng)_擊時，不能夠在沿儲氣管徑向的方向上提供足夠的變 形緩沖量。所有這些原因致使激光器在搬移運輸過程中，極容易受到?jīng)_擊而損壞，損耗率極 高，直接制約了產(chǎn)品的推廣。
[0008] 所以，目前亟需一種內(nèi)部水冷管和儲氣管之間可靠連接的二氧化碳激光器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有二氧化碳激光器存在的上述不足，提供了一種內(nèi)部 水冷管和儲氣管之間可靠連接的二氧化碳激光器。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲氣管、 水冷管和放電管，所述水冷管與所述放電管固定連接，所述水冷管與所述儲氣管之間設(shè)置 有支撐架，所述支撐架分別與所述水冷管和儲氣管固定連接，所述支撐架在沿所述儲氣管 長度的方向上具有彈性。所述支撐架在沿所述儲氣管徑向的方向上也具有彈性，如此，通過 在水冷管和儲氣管之間固定設(shè)置支撐架，支撐架在沿儲氣管的長度方向和徑向方向上都具 有彈性，使得激光器無論是受到長度方向還是徑向方向的沖擊，支撐架都能夠提供一定程 度的彈性變形，起緩沖作用，避免激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到?jīng)_擊而碎裂。
[0011] 作為優(yōu)選，所述支撐架為具有一缺口的不閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述缺口處的支撐架為 所述支撐架的兩個端部，其中一個端部的內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一凸起，所述第一凸起與所述水冷 管固定連接，另一個端部外側(cè)設(shè)置有第二凸起，所述第二凸起與所述儲氣管固定連接。由于 支撐架為具有一缺口的不閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，兩個端部分別的與儲氣管和水冷管連接，使得支 撐架成為一個彈性結(jié)構(gòu)，能夠在沿其徑向的方向和軸向的方向上都具有一定的彈性，同時， 通過在支撐架的兩個端部分別設(shè)置第一凸起和第二凸起，方便第一凸起與水冷管固定連 接，以及第二凸起與所述儲氣管連接，并且在支撐架與水冷管和儲氣管之間形成間隙，使儲 氣管內(nèi)支撐架兩側(cè)的空間連通，保證激光器的正常工作。
[0012] 作為優(yōu)選，所述支撐架的內(nèi)側(cè)與所述水冷管的外壁之間有間隙，所述支撐架的外 側(cè)與所述儲氣管的內(nèi)壁之間有間隙。使得支撐架不隔斷儲氣管與水冷管之間的空腔，保證 儲氣管內(nèi)氣體的流通。
[0013] 作為優(yōu)選，所述支撐架為平面板狀。將支撐架設(shè)置為平面板狀，方便支撐架的生產(chǎn) 制造。
[0014] 作為優(yōu)選，所述支撐架沿圓周方向的中間部分沿徑向的寬度大于兩端部沿徑向的 寬度。激光器受到?jīng)_擊時，支撐架受到力僅在于其兩個端部，兩個端部受到的力大小相等而 方向相反，所以在支撐架沿圓周方向的中部所受到的彎矩最大，所以將支撐架沿圓周方向 的中間部分的寬度增大，避免當沖擊過大時，支撐架發(fā)生斷裂。
[0015] 作為優(yōu)選，所述支撐架沿徑向的寬度由一個端部逐漸增大至中間部位后，再逐漸 減小至另一個端部。使支撐架寬度的變化均勻平滑，提高支撐架的力學性能，使得支撐架上 各個部分的結(jié)構(gòu)強度都得到充分的發(fā)揮。
[0016] 作為另一優(yōu)選，所述支撐架沿圓周方向的中間部分的厚度大于兩端部的厚度。激 光器受到?jīng)_擊時，支撐架受到力僅在于其兩個端部，兩個端部受到的力大小相等而方向相 反，所以在支撐架沿圓周方向的中部所受到的彎矩最大，所以將支撐架沿圓周方向的中間 部分的厚度增大，避免當沖擊過大時，支撐架發(fā)生斷裂。
[0017] 作為優(yōu)選，所述支撐架的厚度由一個端部逐漸增加至中間部位后，再逐漸減小至 另一個端部。使支撐架厚度的變化均勻平滑，提高支撐架的力學性能，使得支撐架上各個部 分的結(jié)構(gòu)強度都得到充分的發(fā)揮。
[0018] 作為優(yōu)選，所述支撐架為對稱結(jié)構(gòu)，所述支撐架的對稱面垂直于所述支撐架所在 的平面并沿所述支撐架的徑向穿過所述缺口。支撐架為對稱結(jié)構(gòu)，進一步提高支撐架的力 學性能，使支撐架受力穩(wěn)定均勻，進一步保證了支撐架支撐的可靠性。
[0019] 作為優(yōu)選，所述支撐架的材質(zhì)與所述水冷管和儲氣管的材質(zhì)相同。由于水冷管和 儲氣管在工作時，溫度會發(fā)生變化，儲氣管和水冷管都會產(chǎn)生一定的變形，所以采用與水冷 管和儲氣管相同材質(zhì)的支撐架，使得支撐架能夠與水冷管和儲氣管具有相同的熱膨脹率， 能夠與水冷管和儲氣管發(fā)生一致的變形，避免了對儲氣管的拉扯而影響激光器的輸出精 度；需要說明的是，在本申請中，涉及的二氧化碳激光器為高精度的精密儀器，其中所述的 彈性也有異于常規(guī)【技術(shù)領(lǐng)域】中所述的彈性，本申請中所指的彈性及其變形都非常微小，所 以認為常規(guī)技術(shù)中的脆性材料在受力情況下即使產(chǎn)生微小變形在本申請中也可以認為是 彈性材料。
[0020] 作為優(yōu)選，所述第一凸起沿圓周方向的長度與所述支撐架與水冷管所需的連接強 度相適應(yīng)，所述第二凸起沿圓周方向的長度與所述支撐架與儲氣管所需的連接強度相適 應(yīng)。當支撐架與儲氣管和水冷管之間需要較高的連接強度時，將第一凸起和第二凸起的長 度設(shè)置得長一些，保證支撐架與儲氣管和水冷管之間的連接強度，使激光器安全可靠。
[0021] 作為優(yōu)選，所述水冷管上間隔套設(shè)有若干所述支撐架。根據(jù)水冷管的長度，通過間 隔設(shè)置多個支撐架以滿足支撐需要。
[0022] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是： 1、通過在水冷管和儲氣管之間固定設(shè)置支撐架，支撐架在沿儲氣管長度方向和徑向方 向上都具有彈性，使得激光器無論是受到長度方向還是徑向方向的沖擊，支撐架都能夠提 供一定程度的彈性變形，起緩沖作用，避免激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到?jīng)_擊而碎裂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中A-A截面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖中標記：1-儲氣管，2-水冷管，3-放電管，4-支撐架，5-缺口，6-第一凸起，7-第二 凸起。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。
[0025] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0026] 如圖所示的一種具有平面盤狀彈性支撐的二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套 設(shè)的儲氣管1、水冷管2和放電管3,所述水冷管2與所述放電管3固定連接，所述水冷管2 與所述儲氣管1之間設(shè)置有支撐架4,所述支撐架4分別與所述水冷管2和儲氣管1固定連 接，所述支撐架4在沿所述儲氣管1長度的方向上具有彈性，所述支撐架4在沿所述儲氣管 1徑向的方向上具有彈性。通過在水冷管2和儲氣管1之間固定設(shè)置支撐架4,支撐架4在 沿儲氣管1的長度方向和徑向方向上都具有彈性，使得激光器無論是受到長度方向還是徑 向方向的沖擊，支撐架4都能夠提供一定程度的彈性變形，起緩沖作用，避免激光器內(nèi)部結(jié) 構(gòu)受到?jīng)_擊而碎裂。
[0027] 作為優(yōu)選，所述支撐架4為具有一缺口 5的不閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述缺口 5處的支撐 架4為所述支撐架4的兩個端部，其中一個端部的內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一凸起6,所述第一凸起6 與所述水冷管2固定連接，另一個端部外側(cè)設(shè)置有第二凸起7,所述第二凸起7與所述儲氣 管1固定連接。由于支撐架4為具有一缺口 5的不閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，兩個端部分別的與儲氣 管1和水冷管2連接，使得支撐架4成為一個彈性結(jié)構(gòu)，能夠在沿其徑向的方向和軸向的方 向上都具有一定的彈性，同時，通過在支撐架4的兩個端部分別設(shè)置第一凸起6和第二凸起 7,方便第一凸起6與水冷管2固定連接，以及第二凸起7與所述儲氣管1連接，并且在支撐 架4與水冷管2和儲氣管1之間形成間隙，使儲氣管1內(nèi)支撐架4兩側(cè)的空間連通，保證激 光器的正常工作。
[0028] 作為優(yōu)選，所述第一凸起6沿圓周方向的長度與所述支撐架4與水冷管2所需的 連接強度相適應(yīng)，所述第二凸起7沿圓周方向的長度與所述支撐架4與儲氣管1所需的連 接強度相適應(yīng)。當支撐架4與儲氣管1和水冷管2之間需要較高的連接強度時，將第一凸 起6和第二凸起7的長度設(shè)置得長一些，保證支撐架4與儲氣管1和水冷管2之間的連接 強度，使激光器安全可靠。
[0029] 作為優(yōu)選，所述支撐架4的內(nèi)側(cè)與所述水冷管2的外壁之間有間隙，所述支撐架4 的外側(cè)與所述儲氣管1的內(nèi)壁之間有間隙。使得支撐架4不隔斷儲氣管1與水冷管2之間 的空腔，保證儲氣管1內(nèi)氣體的流通。
[0030] 作為優(yōu)選，所述支撐架4沿圓周方向的中間部分沿徑向的寬度大于兩端部沿徑向 的寬度。激光器受到?jīng)_擊時，支撐架4受到力僅在于其兩個端部，兩個端部受到的力大小相 等而方向相反，所以在支撐架4沿圓周方向的中部所受到的彎矩最大，所以將支撐架4沿圓 周方向的中間部分的寬度增大，避免當沖擊過大時，支撐架4發(fā)生斷裂。
[0031] 作為優(yōu)選，所述支撐架4沿徑向的寬度由一個端部逐漸增大至中間部位后，再逐 漸減小至另一個端部。使支撐架4寬度的變化均勻平滑，提高支撐架4的力學性能，使得支 撐架4上各個部分的結(jié)構(gòu)強度都得到充分的發(fā)揮。
[0032] 作為優(yōu)選，所述支撐架4為平面板狀。將支撐架4設(shè)置為平面板狀，方便支撐架4 的生產(chǎn)制造。
[0033] 作為另一優(yōu)選，所述支撐架4沿圓周方向的中間部分的厚度大于兩端部的厚度。 激光器受到?jīng)_擊時，支撐架4受到力僅在于其兩個端部，兩個端部受到的力大小相等而方 向相反，所以在支撐架4沿圓周方向的中部所受到的彎矩最大，所以將支撐架4沿圓周方向 的中間部分的厚度增大，避免當沖擊過大時，支撐架4發(fā)生斷裂。
[0034] 作為優(yōu)選，所述支撐架4的厚度由一個端部逐漸增加至中間部位后，再逐漸減小 至另一個端部。使支撐架4厚度的變化均勻平滑，提高支撐架4的力學性能，使得支撐架4 上各個部分的結(jié)構(gòu)強度都得到充分的發(fā)揮。
[0035] 00作為優(yōu)選，所述支撐架4為對稱結(jié)構(gòu)，所述支撐架4的對稱面垂直于所述支撐架 4的平面并沿所述支撐架4的徑向穿過所述缺口 5。支撐架4為對稱結(jié)構(gòu)，進一步提高支撐 架4的力學性能，使支撐架4受力穩(wěn)定均勻，進一步保證了支撐架4支撐的可靠性。
[0036] 作為優(yōu)選，所述支撐架4的材質(zhì)與所述水冷管2和儲氣管1的材質(zhì)相同。由于水 冷管2和儲氣管1在工作時，溫度會發(fā)生變化，儲氣管1和水冷管2都會產(chǎn)生一定的變形， 所以采用與水冷管2和儲氣管1相同材質(zhì)的支撐架4,使得支撐架4能夠與水冷管2和儲氣 管1具有相同的熱膨脹率，能夠與水冷管2和儲氣管1發(fā)生一致的變形，避免了對儲氣管1 的拉扯而影響激光器的輸出精度。
[0037] 作為優(yōu)選，所述水冷管2上間隔套設(shè)有若干所述支撐架4。根據(jù)水冷管2的長度， 通過間隔設(shè)置多個支撐架4以滿足支撐強度的需要。
[0038] 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在 本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲氣 管、水冷管和放電管，所述水冷管與所述放電管固定連接，所述水冷管與所述儲氣管之間設(shè) 置有支撐架，其特征在于，所述支撐架分別與所述水冷管和儲氣管固定連接，所述支撐架在 沿所述儲氣管長度的方向上具有彈性。
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，所述支撐架的內(nèi)側(cè)與所述水 冷管的外壁之間有間隙，所述支撐架的外側(cè)與所述儲氣管的內(nèi)壁之間有間隙。
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，所述支撐架為具有一缺口的 不閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述缺口處的支撐架為所述支撐架的兩個端部，其中一個端部的內(nèi)側(cè)設(shè) 置有第一凸起，所述第一凸起與所述水冷管固定連接，另一個端部外側(cè)設(shè)置有第二凸起，所 述第二凸起與所述儲氣管固定連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架沿圓周方向的中 間部分沿徑向的寬度大于兩端部沿徑向的寬度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架沿徑向的寬度由 一個端部逐漸增大至中間部位后，再逐漸減小至另一個端部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架沿圓周方向的中 間部分的厚度大于兩端部的厚度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架的厚度由一個端 部逐漸增加至中間部位后，再逐漸減小至另一個端部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架為對稱結(jié)構(gòu)，所述 支撐架的對稱面垂直于所述支撐架所在的平面并沿所述支撐架的徑向穿過所述缺口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3-8任意一項所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架的材 質(zhì)與所述水冷管和儲氣管的材質(zhì)相同。
【文檔編號】H01S3/03GK104092085SQ201410368417
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】殷衛(wèi)援 申請人:成都微深科技有限公司