專利名稱：射頻激勵(lì)二維列陣波導(dǎo)co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻激光器技術(shù)，涉及列陣波導(dǎo)CO2激光器。
射頻激勵(lì)技術(shù)用于波導(dǎo)CO2激光器，是在70年代末才開始發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。這種技術(shù)發(fā)展很快，已經(jīng)從單管式射頻波導(dǎo)CO2激光器發(fā)展到折疊式射頻波導(dǎo)CO2激光器、列陣式射頻波導(dǎo)CO2激光器等。使激光器能在較小的體積內(nèi)得較大的輸出功率。美國(guó)聯(lián)合技術(shù)研究中心(VTRC)用長(zhǎng)50cm的七列陣射頻CO2激光器獲得了190W激光輸出，預(yù)計(jì)1m長(zhǎng)的器件可獲得1KW輸出。這種列陣式射頻CO2激光器，既利用半導(dǎo)體激光列陣的原理，又避免了折疊式射頻CO2激光器中存在的光損傷，能承受并得到更大的激光功率輸出。這種器件在比同等長(zhǎng)度的單管式射頻波導(dǎo)CO2激光器稍大的體積內(nèi)，能得到比單管式大得多的激光功率輸出。輸出激光經(jīng)過(guò)相互間的相位鎖定，在遠(yuǎn)場(chǎng)疊加，能得到高功率密度和良好質(zhì)量的光斑。
近幾年研究表明由于實(shí)際上二維單元波導(dǎo)間幾何結(jié)構(gòu)的不等同性，使二維多單元波導(dǎo)列陣相干鎖定的實(shí)現(xiàn)極為困難。因而，目前各國(guó)實(shí)際應(yīng)用中僅限于采用一維波導(dǎo)之間的耦合及分波面的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)之間的相干耦合。這樣，為進(jìn)一步提高激光器的輸出功率和充分利用放電空間受到制約。
本發(fā)明是要突破現(xiàn)有射頻激勵(lì)列陣波導(dǎo)CO2激光器的結(jié)構(gòu)模式，達(dá)到進(jìn)一步提高輸出功率和充分利用放電空間的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案它是一種射頻激勵(lì)二維列陣波導(dǎo)CO2激光器，由有放電通道的列陣波導(dǎo)、射頻電極、水冷卻接地金屬電極和光學(xué)諧振腔組成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有兩塊列陣波導(dǎo)，每塊列陣波導(dǎo)沿軸向放置在射頻電極的兩面，每塊列陣波導(dǎo)中放電通道數(shù)量相同，各放電通道形狀尺寸對(duì)稱一致;在射頻電極上開有槽與兩塊列陣波導(dǎo)中的放電通道相對(duì)應(yīng);沿每塊列陣波導(dǎo)軸向的外面，分別設(shè)置水冷卻接地金屬電極。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.由于采用二維列陣波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)方案，能更有效地利用放電空間，顯著提高激光器的輸出功率和輸出功率重量體積比。
2.本方案利用波導(dǎo)脊狹縫和射頻電極窄縫漏模場(chǎng)實(shí)現(xiàn)二維多單元列陣波導(dǎo)之間的相位耦合鎖定;
3.本方案采用直接在電極上開槽或縫以形成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)諸波導(dǎo)元相互間的耦合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工制造。
參照附圖進(jìn)一步說(shuō)明技術(shù)方案

圖1是現(xiàn)有射頻激勵(lì)一維列陣波導(dǎo)CO2激光器垂直軸向的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為Al2O3制造的列陣波導(dǎo)、2為射頻電極、3為水冷卻接地金屬電極、4為放電通道、5為光學(xué)諧振腔。
圖2是本方案例1的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2所示是本發(fā)明創(chuàng)造的一種實(shí)施例。它有兩塊Al2O3或氧化鈹制造的列陣波導(dǎo)1，在兩塊列陣波導(dǎo)的中間放置射頻電極2，在射頻電極上開有槽6，以溝通兩塊列陣波導(dǎo)間的放電通道4，兩塊列陣波導(dǎo)放電通道數(shù)量相同，尺寸形狀一致對(duì)稱，射頻電極上槽6的數(shù)量與位置如圖2所示，應(yīng)與放電通道4相對(duì)應(yīng)。每塊列陣1的外面分別設(shè)置水冷卻接地金屬電極3。
圖3是例2的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3所示，其基本結(jié)構(gòu)型式與例1類同，在射頻電極2的兩面分別沿軸向配置兩塊列陣波導(dǎo)，但兩塊列陣波導(dǎo)分別與水冷接地金屬電極結(jié)合一體7，其上開對(duì)稱一致的槽或縫9形成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)4，其兩側(cè)沿軸向再安裝Al2O3等材料制成的絕緣條8;在射頻電極2上開的槽6與列陣波導(dǎo)上的槽或縫9相對(duì)應(yīng)。
權(quán)利要求
1.射頻激勵(lì)二維列陣波導(dǎo)CO2激光器，由有放電通道的列陣波導(dǎo)、射頻電極、水冷卻接地金屬電極以及光學(xué)諧振腔組成，其特征是列陣波導(dǎo)[1]分兩塊構(gòu)成，各列陣波導(dǎo)中放電通道[4]對(duì)稱一致；射頻電極[2]設(shè)在兩塊列陣波導(dǎo)的中間，在射頻電極上開有槽[6]與兩塊列陣波導(dǎo)中放電通道相對(duì)應(yīng)；兩塊水冷卻接地金屬電極[3]分別沿軸向設(shè)置在列陣波導(dǎo)的外面。
2.射頻激勵(lì)二維列陣波導(dǎo)CO2激光器，由有放電通道的列陣波導(dǎo)、射頻電極、水冷接地金屬電極以及光學(xué)諧振腔組成，其特征是列陣波導(dǎo)分兩塊構(gòu)成，設(shè)在射頻電極[2]的兩面，列陣波導(dǎo)與水冷接地金屬電極結(jié)合一體[7]，各塊沿軸向的槽或縫[9]對(duì)稱一致，兩側(cè)沿軸向分別裝有由Al2O3制成的絕緣條[8];射頻電極[2]上的槽[6]與列陣波導(dǎo)上的槽或縫[9]相對(duì)應(yīng)
全文摘要
射頻激勵(lì)二維列陣波導(dǎo)CO
文檔編號(hào)H01S3/09GK1111406SQ9411585
公開日1995年11月8日 申請(qǐng)日期1994年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月1日
發(fā)明者陳鈺清, 王靜環(huán) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)