具有新型陽電極結(jié)構(gòu)的二氧化碳激光器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種具有新型陽電極結(jié)構(gòu)的二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲(chǔ)氣管、水冷管和放電管，所述放電管上布置有陽電極和陰電極，所述放電管上還設(shè)置有陽極室，所述陽電極設(shè)置在所述陽極室內(nèi)，所述陽電極上距離所述陰電極較近的一端為放電端，所述陽電極的放電端與所述陽極室的內(nèi)壁隔開設(shè)置，所述陽電極的放電端還與所述水冷管的端部隔開設(shè)置。本實(shí)用新型的激光器，減弱了陽極室和水冷管發(fā)生不規(guī)則變形的變形量，從而減弱了對儲(chǔ)氣管的拉扯，進(jìn)而降低了對輸出鏡片和反射鏡片對齊精度的影響，保證了激光器的輸出精度。
【專利說明】具有新型陽電極結(jié)構(gòu)的二氧化碳激光器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及具有新型陽電極結(jié)構(gòu)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，其在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出，所以在工業(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(chǔ)氣管、分別設(shè)置在放電管兩端的陰電極和陽電極、以及設(shè)置在儲(chǔ)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?xì)怏w和其它輔助氣體；當(dāng)在電極上加高電壓時(shí)，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]在激光器工作時(shí)，陽電極不斷的放電使得陽電極處具有較高的溫度，而目前的激光器中，其陽電極處的結(jié)構(gòu)如圖1所示，在放電管的一個(gè)端部設(shè)置有陽極室，陽極室一端與放電管和水冷管連接，另一端與儲(chǔ)氣管連接，陽電極設(shè)置在陽極室內(nèi)，陽電極的外壁與陽極室的內(nèi)壁緊密的貼合，實(shí)現(xiàn)對陽電極的固定，通過長期不斷的實(shí)踐研發(fā)，實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)，這種教科書式結(jié)構(gòu)的激光器具有著嚴(yán)重的不足，具體如下:
[0005]首先，從電極放電的物理特性看，在強(qiáng)電場環(huán)境下，陽電極的放電部位通常是在其尖銳的尖端處，而陽電極的尖端處就是其端部，所以在激光器工作時(shí)，陽電極的放電通常是在其端部，而由于陽電極的外壁與陽極室內(nèi)壁緊密貼合，其端部的外壁也與陽極室的內(nèi)壁緊密貼合，在陽電極放電時(shí)，在其放電的部位會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，所以使得陽極室上與陽電極的放電端部接觸的局部部位具有較高的溫度，使陽極室發(fā)生不規(guī)則的變形，嚴(yán)重時(shí)，還可能導(dǎo)致陽極室局部溫度過高而炸裂，而陽極室在發(fā)生變形時(shí)又會(huì)拉扯儲(chǔ)氣管，由于儲(chǔ)氣管兩端設(shè)置有輸出鏡片和反射鏡片，所以在儲(chǔ)氣管被拉扯時(shí)，輸出鏡片和反射鏡片的對齊精度下降，進(jìn)而降低激光器的輸出精度；
[0006]另一方面，為了固定陽電極，避免陽電極在陽極室內(nèi)滑動(dòng)，在裝配時(shí)，陽電極靠近放電管的端部通常是抵在水冷管的端部，由于水冷管的阻擋，使得電極端部放電的部位并不均勻穩(wěn)定，即，在被水冷管端部緊密貼合的部位并不放電，而在與水冷管端部之間具有間隙的部位卻一直或者間歇性的放電，陽電極內(nèi)壁也偶爾發(fā)生放電現(xiàn)象，由于這種不規(guī)律放電現(xiàn)象的存在，使得激光器所產(chǎn)生的激光束質(zhì)量并不穩(wěn)定，所以也直接導(dǎo)致了激光器產(chǎn)品質(zhì)量的下降。
[0007]所以，目前亟需一種既具有較高的輸出精度，又具有良好的輸出穩(wěn)定性的二氧化碳激光器。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于:針對現(xiàn)有二氧化碳激光器存在的上述不足，提供了一種既具有較高的輸出精度，又具有良好的輸出穩(wěn)定性的二氧化碳激光器。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0010]具有新型陽電極結(jié)構(gòu)的二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲(chǔ)氣管、水冷管和放電管，所述放電管上布置有陽電極和陰電極，所述放電管上還設(shè)置有陽極室，所述陽極室為中空的筒狀，所述陽極室一端與所述水冷管連接，另一端與儲(chǔ)氣管連接，所述陽電極設(shè)置在所述陽極室內(nèi)，所述陽電極上距離所述陰電極較近的一端為放電端，所述陽電極的放電端與所述陽極室的內(nèi)壁隔開設(shè)置，所述陽電極的放電端還與所述水冷管的端部隔開設(shè)置，所述放電端在所述陽極室內(nèi)呈懸浮狀態(tài)。將放電端與陽極室的內(nèi)壁以及水冷管的端部隔開設(shè)置，當(dāng)放電端放電時(shí)，放電端不會(huì)急劇的加熱陽極室和水冷管上的局部位置，避免了在陽極室和水冷管的局部位置產(chǎn)生高溫，減弱了陽極室和水冷管發(fā)生不規(guī)則變形的變形量，從而減弱了對儲(chǔ)氣管的拉扯，進(jìn)而降低了對輸出鏡片和反射鏡片對齊精度的影響，保證了激光器的輸出精度；并且，由于陽電極的放電端與水冷管的端部隔開，所以放電端沒有被阻擋，使得放電端上的放電均勻，也保證了陽電極放電的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了激光器輸出質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述陽電極為空心的筒體，所述陽電極包括有配合段和過渡段，所述配合段與所述陽極室相配合，所述過渡段的其中一端部與所述配合段平滑過渡連接，所述過渡段的另一端部朝內(nèi)部逐漸收攏形成所述陽電極的放電端。通過設(shè)置過渡段，過渡段與配合段平滑過渡，避免在陽電極上出現(xiàn)除了端部以外的其他尖角，使得陽電極的放電都在放電端，保證激光器輸出激光的質(zhì)量。
[0012]作為優(yōu)選，所述陽電極上沿長度方向設(shè)置有通槽，所述通槽貫通所述配合段和過渡段。在陽電極上設(shè)置通槽，使得陽電極具有一定的彈性，在裝配時(shí)，先對陽電極施力，使其發(fā)生彈性變形而直徑小于陽極室的內(nèi)徑，將陽電極插入陽極室后，松開，使陽電極壓在陽極室內(nèi)壁。
[0013]作為優(yōu)選，所述配合段外壁的周長等于所述陽極室內(nèi)壁的周長，當(dāng)配合段發(fā)生變形而使配合段上的通槽并攏時(shí)，所述過渡段以及放電端的處的凹槽也被并攏。使得當(dāng)陽電極被安裝在陽極室內(nèi)后，陽電極上的凹槽被并攏，進(jìn)而使得陽電極的放電端在圓周方向上是均勻而沒有缺口的，提高了放電的穩(wěn)定性，提高了激光器的穩(wěn)定性。
[0014]作為另一優(yōu)選，所述配合段的外壁的周長小于所述陽極室內(nèi)壁的周長。配合段的外壁的周長小于陽極室內(nèi)壁的周長，方便陽電極的安裝。
[0015]作為優(yōu)選，所述陽極室內(nèi)壁上設(shè)置有阻擋所述陽電極的凸起，所述凸起與所述陽電極的過渡段接觸時(shí)，放電端不與水冷管接觸。通過設(shè)置凸起，保證放電端與水冷管的端部隔開。
[0016]作為優(yōu)選，所述凸起為環(huán)狀凸起，所述凸起的高度小于所述放電端距離所述陽極室內(nèi)壁的距離。使凸起與陽電極的接觸的位置位于過渡段上，而沒有覆蓋住放電端，使得放電端上的各個(gè)位置能夠參與放電，進(jìn)一步的保證了放電端上放電的均勻性，提高激光器的穩(wěn)定性。
[0017]作為另一優(yōu)選，所述凸起為柱狀凸起。將凸起設(shè)置為柱狀凸起，減小凸起與陽電極接觸的面積，使得凸起在起到阻擋陽電極的同時(shí)，又不過多覆蓋陽電極4而影響陽電極本身的放電。
[0018]作為優(yōu)選，所述柱狀凸起的高度小于所述放電端距離所述陽極室內(nèi)壁的距離。避免柱狀凸起阻擋放電端而影響放電端的放電，保證陽電極放電的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證激光器輸出激光束質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0019]作為優(yōu)選，所述放電端設(shè)置有倒角，使放電端在圓周上形成尖角。根據(jù)尖端放電的物理特性，在放電端設(shè)置尖角，進(jìn)一步的保證陽電極的放電都在放電端，而避免在其他部位放電，進(jìn)而保證了激光器輸出激光束質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0020]作為優(yōu)選，所述陰電極與所述陽電極的結(jié)構(gòu)相同。將陰電極的結(jié)構(gòu)設(shè)置為與陽電極相同，使得陰電極同樣具有上述陽電極所具有的有益效果，進(jìn)一步的提高了激光器的輸出精度和輸出質(zhì)量。
[0021]本實(shí)用新型的二氧化碳激光器，由于陽電極的放電端與陽極室的內(nèi)壁以及水冷管的端部隔開設(shè)置，在陽電極的放電端放電時(shí)，即使放電端具有較高的溫度，其溫度也是先傳到到陽電極的配合段部分，再傳遞到陽極室上，所以避免了在陽極室和水冷管的局部位置上產(chǎn)生高溫，減弱了陽極室和水冷管發(fā)生不規(guī)則的變形而拉扯儲(chǔ)氣管，所以保證了儲(chǔ)氣管上輸出鏡片和反射鏡片的對齊精度，進(jìn)而保證了激光器的輸出精度；同時(shí)，由于陽電極的放電端未被遮擋，使得放電端上的放電均勻，也保證了陽電極放電的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了激光器輸出質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0022]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0023]1、將放電端與陽極室的內(nèi)壁以及水冷管的端部隔開設(shè)置，當(dāng)放電端放電時(shí)，放電端不會(huì)急劇的加熱陽極室和水冷管上的局部位置，避免了在陽極室和水冷管的局部位置產(chǎn)生高溫，減弱了陽極室和水冷管發(fā)生不規(guī)則變形的變形量，從而減弱了對儲(chǔ)氣管的拉扯，進(jìn)而降低了對輸出鏡片和反射鏡片對齊精度的影響，保證了激光器的輸出精度；
[0024]2、由于陽電極的放電端未被遮擋，使得放電端上的放電均勻，也保證了陽電極放電的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了激光器輸出質(zhì)量的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為傳統(tǒng)二氧化碳激光器中陽極室與陽電極配合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型中陽極室與陽電極配合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為陽電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為圖4中A處的局部放大圖，
[0030]圖中標(biāo)記:1_儲(chǔ)氣管，2-水冷管，3-放電管，4-陽電極，5-陰電極，6_放電端，7_過渡段，8-配合段,9-輸出鏡片，10-反射鏡片，11-通槽，12-凸起，13-尖角，14-陽極室，15-陰極室。

【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0032]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0033]如圖所示的具有新型陽電極結(jié)構(gòu)的二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲(chǔ)氣管1、水冷管2和放電管3,所述放電管3上布置有陽電極4和陰電極5,所述放電管3上還設(shè)置有陽極室14，所述陽極室14為中空的筒狀，所述陽極室14 一端與所述水冷管2連接，另一端與儲(chǔ)氣管I連接，所述陽電極4設(shè)置在所述陽極室14內(nèi)，所述陽電極4上距離所述陰電極5較近的一端為放電端6，所述陽電極4的放電端6與所述陽極室14的內(nèi)壁隔開設(shè)置，所述陽電極4的放電端6還與所述水冷管2的端部隔開設(shè)置，所述放電端6在所述陽極室14內(nèi)呈懸浮狀態(tài)。將放電端6與陽極室14的內(nèi)壁以及水冷管2的端部隔開設(shè)置，當(dāng)放電端6放電時(shí)，放電端6不會(huì)急劇的加熱陽極室14和水冷管2上的局部位置，避免了在陽極室14和水冷管2的局部位置產(chǎn)生高溫，減弱了陽極室14和水冷管2發(fā)生不規(guī)則變形的變形量，從而減弱了對儲(chǔ)氣管I的拉扯，進(jìn)而降低了對輸出鏡片9和反射鏡片10對齊精度的影響，保證了激光器的輸出精度。
[0034]作為優(yōu)選，所述陽電極4為空心的筒體，所述陽電極4包括有配合段8和過渡段7，所述配合段8與所述陽極室14相配合，所述過渡段7的其中一端部與所述配合段8平滑過渡連接，所述過渡段7的另一端部朝內(nèi)部逐漸收攏形成所述陽電極4的放電端6。通過設(shè)置過渡段7，過渡段7與配合段8平滑過渡，避免在陽電極4上出現(xiàn)除了端部以外的其他尖角，使得陽電極4的放電都在放電端6，保證激光器輸出激光的質(zhì)量。
[0035]作為優(yōu)選，所述陽電極4上沿長度方向設(shè)置有通槽11，所述通槽11貫通所述配合段8和過渡段7。在陽電極4上設(shè)置通槽11，使得陽電極4具有一定的彈性，在裝配時(shí)，先對陽電極4施力，使其發(fā)生彈性變形而直徑小于陽極室14的內(nèi)徑，將陽電極4插入陽極室14后，松開，使陽電極4壓在陽極室14內(nèi)壁。
[0036]作為優(yōu)選，所述配合段8外壁的周長等于所述陽極室14內(nèi)壁的周長，當(dāng)配合段8發(fā)生變形而使配合段8上的通槽11并攏時(shí)，所述過渡段7以及放電端6的處的凹槽11也被并攏。使得當(dāng)陽電極4被安裝在陽極室14內(nèi)后，陽電極4上的凹槽11被并攏，進(jìn)而使得陽電極4的放電端6在圓周方向上是均勻而沒有缺口的，提高了放電的穩(wěn)定性，提高了激光器的穩(wěn)定性。
[0037]作為另一優(yōu)選，所述配合段8的外壁的周長小于所述陽極室14內(nèi)壁的周長。配合段8的外壁的周長小于陽極室14內(nèi)壁的周長，方便陽電極4的安裝。
[0038]作為優(yōu)選，所述陽極室14內(nèi)壁上設(shè)置有阻擋所述陽電極4的凸起12，所述凸起2與所述陽電極4的過渡段7接觸時(shí)，放電端6不與水冷管接觸。通過設(shè)置凸起12，保證放電端6與水冷管2的端部隔開。
[0039]作為優(yōu)選，所述凸起12為環(huán)狀凸起12，所述凸起12的高度小于所述放電端6距離所述陽極室14內(nèi)壁的距離。使凸起12與陽電極4的接觸的位置位于過渡段7上，而沒有覆蓋住放電端6，使得放電端6上的各個(gè)位置能夠參與放電，進(jìn)一步的保證了放電端6上放電的均勻性，提高激光器的穩(wěn)定性。
[0040]作為另一優(yōu)選,所述凸起12為柱狀凸起12。將凸起12設(shè)置為柱狀凸起12,減小凸起12與陽電極4接觸的面積，使得凸起12在起到阻擋陽電極4的同時(shí)，又不過多覆蓋陽電極4而影響陽電極4本身的放電。
[0041]作為優(yōu)選，所述柱狀凸起12的高度小于所述放電端6距離所述陽極室14內(nèi)壁的距離。避免柱狀凸起12阻擋放電端6而影響放電端6的放電，保證陽電極4放電的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證激光器輸出激光束質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0042]作為優(yōu)選，所述放電端6設(shè)置有倒角，使放電端6在圓周上形成尖角13。根據(jù)尖端放電的物理特性，在放電端6設(shè)置尖角13，進(jìn)一步的保證陽電極4的放電都在放電端6，而避免在其他部位放電，進(jìn)而保證了激光器輸出激光束質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0043]作為優(yōu)選，所述陰電極5與所述陽電極4的結(jié)構(gòu)相同。將陰電極5的結(jié)構(gòu)設(shè)置為與陽電極4相同，使得陰電極5同樣具有上述陽電極4所具有的有益效果，進(jìn)一步的提高了激光器的輸出精度和輸出質(zhì)量。
[0044]凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.具有新型陽電極結(jié)構(gòu)的二氧化碳激光器，包括由外向內(nèi)依次套設(shè)的儲(chǔ)氣管、水冷管和放電管，所述放電管上布置有陽電極和陰電極，所述放電管上還設(shè)置有陽極室，所述陽電極設(shè)置在所述陽極室內(nèi)，所述陽電極上距離所述陰電極較近的一端為放電端，其特征在于，所述陽電極的放電端與所述陽極室的內(nèi)壁隔開設(shè)置，所述陽電極的放電端還與所述水冷管的端部隔開設(shè)置，所述放電端在所述陽極室內(nèi)呈懸浮狀態(tài)。
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，所述陽電極為空心的筒體，所述陽電極包括有配合段和過渡段，所述配合段與所述陽極室相配合，所述過渡段的其中一端部與所述配合段平滑過渡連接，所述過渡段的另一端部朝內(nèi)部逐漸收攏形成所述陽電極的放電端。
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，所述陽電極上沿長度方向設(shè)置有通槽，所述通槽貫通所述配合段和過渡段。
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，所述配合段外壁的周長等于所述陽極室內(nèi)壁的周長，當(dāng)配合段發(fā)生變形而使配合段上的通槽并攏時(shí)，所述過渡段以及放電端的處的凹槽也被并攏。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述配合段的外壁的周長小于所述陽極室內(nèi)壁的周長。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述陽極室內(nèi)壁上設(shè)置有阻擋所述陽電極的凸起，所述凸起與所述陽電極的過渡段接觸時(shí)，放電端不與水冷管接觸。
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，所述凸起為環(huán)狀凸起，所述凸起的高度小于所述放電端距離所述陽極室內(nèi)壁的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述凸起為柱狀凸起，所述柱狀凸起的高度小于所述放電端距離所述陽極室內(nèi)壁的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述放電端設(shè)置有倒角，使放電端在圓周上形成尖角。
【文檔編號(hào)】H01S3/038GK203967499SQ201420436229
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】殷衛(wèi)援 申請人:成都微深科技有限公司