專(zhuān)利名稱(chēng):組合式tea二氧化碳激光器的制作方法
本發(fā)明屬于激光測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域：
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已有的TEA CO2激光器與其激勵(lì)電路是彼此獨(dú)立的，在激光測(cè)距系統(tǒng)中，為了抗放電引起的干擾，必須外加一個(gè)較大的屏蔽殼〔CB2098389A〕，但這樣就使得整機(jī)的體積加大和重量增加。再則，由于激光器和激勵(lì)電路之間的引線具有一定的電感，所以就限制了放電的速度，影響了脈沖峰值功率的提高。
本發(fā)明的目的是提供一種小型組合式TEA CO2激光器。
本發(fā)明是把封離式激光管與其激勵(lì)電路作成一個(gè)組合整體，該整體裝在由激勵(lì)電路接地板形成的金屬屏蔽殼體里。該激光管包括一對(duì)主放電電極，一對(duì)預(yù)電離板，一個(gè)光學(xué)諧振腔和一個(gè)真空室。激勵(lì)電路包括電容器組，電感線圈，火花隙或者閘流管以及脈沖高壓變壓器。
本發(fā)明中的組合整體是由激光管的主放電電極和激勵(lì)電路里的貯能電容器組，振盪電容器組以及火花隙，通過(guò)上下蓋板直接連接構(gòu)成。上下蓋板以框架采用真空氣密性封接，這就形成了一個(gè)真空室。構(gòu)成激光器光學(xué)振盪腔的全反射鏡就置于該真空室內(nèi)，因此，減少了一個(gè)可能導(dǎo)致漏氣的粘接面，有利于提高管子壽命。
激光器的預(yù)電離板是由云母片上燒結(jié)一層銀粉層所制成。兩云母片緊貼于主放電電極的兩側(cè)，兩銀粉層處于自由電位，云母層的厚度與激光器的工作電壓，工作的總氣壓以及銀粉層的形狀有關(guān)。
為了避免預(yù)電離板與主放電電極之間的直接擊穿，主放電電極的背部寬度縮小成對(duì)稱(chēng)的突臺(tái)或梯形。激光管的形狀作成方形，且采用金屬陶瓷結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明由于激光管與激勵(lì)電路作成一個(gè)組合整體，所以結(jié)構(gòu)緊湊，體積重量小，引線電感小，放電速度快，又因?yàn)?，所有?huì)產(chǎn)生高頻干擾的部件都裝在激勵(lì)電路接地板形成的屏蔽殼體內(nèi)，所以能有效的防止放電對(duì)接收機(jī)的干擾，此外，由于激光管的預(yù)電離裝置采用云母上燒結(jié)銀粉層的辦法，所以加工簡(jiǎn)單，重量輕。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及其附圖給出。
圖1是本發(fā)明垂直于激光器光軸的截面圖。
圖2是本發(fā)明沿激光器光軸方向的縱向剖面圖。
如圖1所示，激光管的工作區(qū)域〔1〕由一對(duì)主放電電極〔2、3〕和在其兩側(cè)沿光軸放置的云母片〔4、5〕圍成。主放電電極〔2、3〕的表面加工成Rokowski或Chang氏剖面，工作區(qū)〔1〕內(nèi)可以提供均勻的電場(chǎng)。預(yù)電離板是在外側(cè)燒結(jié)有銀粉層〔6、7〕的云母片〔4、5〕。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是將主放電電極背部寬度由原來(lái)的32mm縮小到20mm。
如圖2所示，主放電電極〔2、3〕固定在開(kāi)孔的絕緣片〔8〕和同樣絕緣材料做成的光學(xué)諧振腔座〔9〕上。光學(xué)諧振腔由固定在光學(xué)諧振腔座〔9〕上的鍍金全反射鏡〔10〕和儲(chǔ)輸出窗〔11〕構(gòu)成。輸出窗〔11〕固定在由氣密性絕緣材料做成的框架〔12〕一端的凸臺(tái)〔13〕上。上蓋板〔14〕和下蓋板〔15〕由金屬材料制成，它們分別與主放電電極〔2、3〕電接觸，上蓋板〔14〕和下蓋板〔15〕用真空氣密性封接到框架〔12〕上，從而形成真空室〔16〕，全反射鏡〔10〕位于真空室內(nèi)。真空室〔16〕內(nèi)充有CO2、N2和He氣以及少量H2氣，充排氣管<未畫(huà)出>可以連到框架〔12〕上的某一部位。用金屬絲燒成的線圈〔17〕連接上下蓋板〔14、15〕之間。無(wú)感陶瓷貯能和振蕩電容器〔18、19〕分別焊接在上下蓋板〔14、15〕上，下蓋板〔15〕上還裝有充氣火花隙〔20〕。激光管和與之組成整體的電容器組〔18、19〕以及火花隙〔20〕裝在一個(gè)矩形金屬管〔21〕里，金屬管〔21〕與電容器組〔18、19〕和火花隙〔20〕的另一極電氣相連。從而構(gòu)成布魯明(Blumine)形式的激勵(lì)電路，作為Blumine電路接地板的金屬管〔21〕與金屬前端蓋〔22〕，后端蓋〔23〕一起又成為激光器激勵(lì)電路組合的屏蔽殼體。觸發(fā)火花隙〔20〕所需的高壓脈沖由高壓脈沖變壓器〔25〕提供，高壓脈沖變壓器〔24〕安置在后端蓋〔23〕上，后端蓋〔24〕上還裝有一個(gè)高壓絕緣子〔25〕，以便把直流高壓從接地的屏蔽殼外引入。
該組合式TEA CO2激光器的工作過(guò)程是當(dāng)直流高壓(例如25KV)從絕緣子〔25〕引入，接到電容器〔18〕的高壓端，使該電容器組充電，通過(guò)線圈〔17〕另一組電容器〔19〕也充電充到相同的電壓。因而主放電電極〔2、3〕之間沒(méi)有電位差。激光器工作時(shí)，從脈沖輸入接口〔26〕輸入一觸發(fā)脈沖，經(jīng)變壓器〔24〕升壓后的高壓脈沖，由耐高壓的硅橡膠線〔27〕接到充氣火花隙〔20〕的觸發(fā)極上，使充氣火花隙〔20〕觸發(fā)后導(dǎo)通，電容器組〔19〕通過(guò)火花隙〔20〕放電，并在反方向充電直到接近25KV。線圈〔17〕的電感量應(yīng)選擇得對(duì)快速放電回路呈現(xiàn)高阻抗，因此，在火花隙〔20〕導(dǎo)通期間對(duì)電容器組〔18〕上的電壓沒(méi)影響。隨著電容器組〔19〕在反方向充電，主放電電極〔2、3〕之間出現(xiàn)脈沖電壓，其峰值接近于兩倍直流輸入電壓。在脈沖電壓上升過(guò)程中，燒結(jié)在云母片〔4、5〕上的銀粉層〔6、7〕與主放電電極〔2、3〕之間的四個(gè)角區(qū)首先建立起強(qiáng)電場(chǎng)，引起電暈放電。隨著脈沖電壓的上升，電暈放電將過(guò)渡到火花絲放電，在放電區(qū)整個(gè)軸向長(zhǎng)度上出現(xiàn)排列整齊的火花絲，這種火花絲將提供預(yù)電離，使隨著發(fā)生的主放電電極之間的輝光放電穩(wěn)定，使激光器工作介質(zhì)得到有效的泵浦。
權(quán)利要求
1.一種包括主放電電極，預(yù)電離電極，離心風(fēng)機(jī)，導(dǎo)流管，外殼和光學(xué)諧振腔以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)循環(huán)TEA CO2激光器，其特征在于a、預(yù)電離電極[3]與主放電電極[1]之間用云母片隔離，三者固定在一對(duì)開(kāi)有通光孔的支撐塊[4、5]上，組成封閉的放電整體形成一個(gè)軸向氣流通道。b、導(dǎo)流管[26]軸向安放在管內(nèi)放電整體與離心風(fēng)機(jī)[8]之間，它與軸向氣流通道一起構(gòu)成一個(gè)軸向氣體循環(huán)內(nèi)通道。c、放電整體通過(guò)放置在四周的云母墊層[6]支撐在玻璃外殼上，并通過(guò)對(duì)玻璃外殼[7]打點(diǎn)固定，玻璃外殼與循環(huán)內(nèi)通道的外壁構(gòu)成一個(gè)氣體同軸循環(huán)外通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的內(nèi)循環(huán)TEA CO2激光器，其特征在于導(dǎo)流管〔26〕的一端為方形，與陶瓷支撐塊〔5〕相連，另一端為圓形，與離心風(fēng)機(jī)〔8〕進(jìn)氣口相吻，中間鼓起放置反射鏡〔18〕及調(diào)節(jié)架〔20〕。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的內(nèi)循環(huán)TEA CO2激光器，其特征在于調(diào)節(jié)架〔20〕由三條筋〔21〕固定在導(dǎo)流管〔26〕的內(nèi)側(cè)，而導(dǎo)流管〔26〕又由另外三條筋〔22〕固定在可伐過(guò)渡段〔23〕上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的內(nèi)循環(huán)TEA CO2激光器，其特征在于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由放置在該激光器外的電動(dòng)機(jī)〔16〕和平行放置的一對(duì)平面多極磁體〔10、15〕以及軸向安裝的離心風(fēng)機(jī)〔8〕組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的內(nèi)循環(huán)TEA CO2激光器，其特征在于外殼由玻璃外殼〔7〕和無(wú)磁金屬外殼〔14〕兩部分通過(guò)可伐過(guò)渡段〔23〕封接而成。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明屬于激光測(cè)距領(lǐng)域。本發(fā)明是將封離式激光管與其激勵(lì)電路作成一個(gè)組合整體。該整體裝在由激勵(lì)電路接地板形成的金屬屏蔽殼體里。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積重量小、引線電感小、放電速度快、抗干擾能力強(qiáng)?？勺鳛闇y(cè)量靜目標(biāo)的光源。
文檔編號(hào)H01S3/00GK86103133SQ86103133
公開(kāi)日1987年11月11日 申請(qǐng)日期1986年4月30日
發(fā)明者俞之圻, 過(guò)振, 高桂珍, 文建國(guó), 蔡德芳 申請(qǐng)人:西北電訊工程學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan