一种芯管折叠的co2气体激光管的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种芯管折叠的CO2气体激光管，包括输出镜片（2）、放电水冷单元、回气贮气单元、U形接头（15）、折反镜(10)和全反镜（11），所述放电水冷单元设置于所述回气贮气单元外侧，且所述放电水冷单元通过所述U形接头（15）而串接在一起，所述折返镜（10）安装于所述U形接头（15）上，本实用新型的方案能够使多段放电芯管光学复原成直管，从而能够使直流激励激光管的输出功率达到kW以上，并可方便地采用全玻璃结构工艺制作，极大的提高了输出激光功率的稳定性。
【专利说明】一种芯管折叠的CO2气体激光管
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气体激光管领域，更具体的涉及ー种2-N个芯管折叠的CO2气体
激光管。
【背景技术】
[0002]现行直流激励的CO2气体激光管，若允许单管长度为2M，在采用ニ元涂层技术的情况下，最大连续波功率可达200W上下。但这一“最大功率”仍然不能完全满足实际使用的需求，要増大这种激光管的功率输出，增大单管放电长度是必由之路，虽然这样做理论上可行，但使用很不方便，因为空间长度太长，不能为用户接受，而且也很不稳定。如果将单根放电管平行排列，再联接起来增长放电长度，须用大理石材料将各管“固定”起来，因膨胀系数不同，不但总面积很大，而且稳定度更差，难于实际使用。当前200W至千瓦量级的直流激励的闻稳定性CO2气体激光管尚属空白。
【发明内容】
[0003]本实用新型为克服上述现有技术中的缺陷，提出一种基于2-N个放电芯管折叠的可实现千瓦量级输出的CO2气体激光管。该激光管将放电芯管与水冷管単元烧结在一起，并将其围绕贮气回气単元周围设置，而后通过U形接头将各放电芯管串联起来，可使直流激光管的输出功率达到KW以上，并可方便地采用全玻璃结构エ艺制作，极大的提高了输出激光功率的稳定性。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采取的具体技术方案如下:
[0005]一种芯管折叠的CO2气体激光管，包括输出镜片2、放电水冷単元、回气贮气単元、U形接头15、折返镜10和全反镜11，所述放电水冷単元设置于所述回气贮气单元外侧，且所述放电水冷単元通过所述U形接头15而折叠串接在一起，所述折返镜10安装于所述U形接头15上。
[0006]进ー步的根据本实用新型所述的CO2气体激光管，其中所述放电水冷単元包括放电芯管7和水冷管8，所述水冷管8形成于所述放电芯管7的外周，所述水冷管8的两端开有进水口 4和出水ロ 5，所述放电芯管7两端开有出气口和回气ロ。
[0007]进ー步的根据本实用新型所述的CO2气体激光管，其中所述放电芯管7内部的前后端设有放电电极3，且在所述放电芯管7的外周一体烧结有所述水冷管8。
[0008]进ー步的根据本实用新型所述的CO2气体激光管，其中所述回气贮气单元包括出气管13、回气管14和贮气腔9，所述贮气腔9通过出气管13和回气管14与所述放电芯管7连通。
[0009]进ー步的根据本实用新型所述的CO2气体激光管，其中所述贮气腔9内包括有固定支架12，所述固定支架12上以螺旋或线状方式缠绕有气体回流管6，所述放电芯管7的出气ロ通过所述出气管13连接于所述气体回流管6，所述放电芯管7的回气ロ通过所述回气管14连通于所述贮气腔9。[0010]进ー步的根据本实用新型所述的CO2气体激光管，其中所述放电芯管7为2到N个，并通过水冷管8而均匀烧结于所述贮气腔9外周，所述U形接头15为N-1个，且每个U形接头15烧结于两个放电芯管7的端部，并将所述放电芯管7以折叠方式相互串联在ー起，未烧结U形接头的放电芯管的端部分别作为激光输出端和全反射端，并在所述输出端安装所述输出镜片2，在所述全反射端安装所述全反镜11。
[0011]进ー步的根据本实用新型所述的CO2气体激光管，其中所述U形接头15的弯折外侧被研磨45°并粘贴所述折返镜10，以将所述放电芯管光学复原成直管。
[0012]进ー步的根据本实用新型所述的CO2气体激光管，其中所述放电芯管7、U形接头15、出气管13、回气管14和贮气腔9采用全玻璃结构烧结为一体。
[0013]进ー步的根据本实用新型所述的CO2气体激光管，其中所述贮气腔9和放电芯管9呈圆筒状结构，且所述放电芯管9圆周对称的设置于所述贮气腔9外側。
[0014]进ー步的根据本实用新型所述的CO2气体激光管，其中在所述输出镜片2、折返镜10和全反镜11上分別设置有水冷套1，且所述输出镜片2上的水冷套I中部形成有光路通道。
[0015]通过本实用新型的技术方案至少能够达到以下技术效果:
[0016]1、能够使直流激励CO2气体激光管的输出功率达到IKW以上，扩展了 CO2气体激光管的应用领域；
[0017]2、所述气体激光管使用全玻璃结构エ艺技术来制作，降低了损耗；
[0018]3、极大地提高了激光管输出激光功率的稳定性，能够很好的满足实际使用需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图1为本实用新型所述芯管折叠CO2气体激光管的截面结构示意图；
[0020]附图2为附图1所示激光管包括4根放电芯管时各芯管的端面串接顺序示意图；
[0021]附图3为附图1所示激光管包括8根放电芯管时各芯管的端面串接顺序示意图；
[0022]图中各附图标记的含义如下
[0023]1、水冷套；2、输出镜片；3、放电电极；4、进水口 ；5、出水ロ ；6、气体回流管；7、放电芯管；8、水冷管；9、贮气腔；10、折返镜；11、全反镜；12、固定支架；13、出气管；14、回气管；15、U形接头；16、排气ロ。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更清楚的理解本实用新型，但并不将本实用新型的保护限制于此。
[0025]如附图1所示，本实用新型所述的气体激光管包括:水冷套1、输出镜片2、放电电极3、气体回流管6、放电芯管7、水冷管8、贮气腔9、折返镜10、全反镜11、固定支架12和U形接头15。
[0026]所述放电芯管7为N根，每根放电芯管7的前后两端内设置有放电电极3，在所述放电芯管7的外周一体烧结有水冷管8，所述放电芯管7优选为圆管状，所述水冷管8包围放电芯管7外周设置，一起形成放电水冷単元，在每个水冷管8的前后两端开有进水口 4和出水ロ 5，用于向水冷管8提供循环冷却水，所述放电芯管7的前后两端通过出气管13与回气管14连通于贮气腔9，所述出气管13、回气管14与所述贮气腔9 一起形成回气贮气单元，在所述贮气腔9内烧结有固定支架12，在所述固定支架12上以螺旋或线状方式缠绕有气体回流管6，所述放电芯管7的出气管13通过该气体回流管6而连通于所述贮气腔9，所述贮气腔9端部设有排气ロ 16，在所述放电芯管7的激光输出端安装有输出镜片2，在所述输出镜片2上设置有水冷套I。所述放电水冷单元设置有N个，并排列在所述回气贮气单元的外侧，具体的如附图1所示，以水冷管8紧贴贮气腔9外周壁的方式将N个放电水冷単元设置于回气贮气単元外周，且放电水冷単元中放电芯管的所有阳极置于一端，所有阴极置于另一端。所述各放电芯管7之间两两通过烧结U形接头15而连接在一起，如附图2所示的，当所述激光管包括四根放电芯管时，这四根放电芯管之间的连接顺序如附图2中各数字所示的，第一放电芯管的一端“ I”安装输出镜片，另一端“ 2”通过第一 U形接头15而连接于第二放电芯管的一端“3”，第二放电芯管的另一端“4”通过第二 U形接头15连接于第三放电芯管的一端“5”，第三放电芯管的另一端“6”通过第三U形接头15连接于第四放电芯管的一端“7”，第四放电芯管的另一端“8”安装全反镜11。当然应用于本实用新型所述激光管中的放电芯管数量并不局限于4根，其可以是2-N之间的任意数，连接方式与附图2所示的一祥，各放电芯管之间通过U形接头15依次相互折叠串接，再如附图3给出的包括8根放电芯管时的实施例，各放电芯管之间如其中各数字所示的顺序依次进行串接，这样当本实用新型所述激光管包括有N根放电芯管时，每个放电芯管外周均设置有一水冷管，共形成N组放电水冷単元，将这些放电水冷单元依次串接需要N-1个U形接头。在每个U形接头15的弯折外侧被研磨成约45°的斜面，用于粘贴折返镜10，如附图1所示，这样对应于N-1个U形接头15共包括2 (N-1)个折返镜10，这样通过U形接头和45°折返镜相当于将N根放电芯管复原成了直管，极大地提高了放电长度，同时又不会使得激光管具有庞大的体积。最后在第一根放电芯管的激光输出端磨贴输出镜片2，在最后ー个放电芯管的端面磨贴全反镜11，同时在所有镜片包括输出镜片、折返镜以及全反镜外周均设置有水冷套，以保护各镜片。本实用新型所述激光管中的放电芯管、U形接头、水冷管优选采用玻璃材料制备，这样各部件可通过玻璃烧结而形成一体结构。
[0027]下面具体说明本实用新型所述气体激光管的具体制备过程:`[0028](I)将N根水冷管分别烧结于N根放电芯管外周，形成N个放电水冷単元，并在每个水冷管上留有两端ロ即进水口 4和出水ロ 5，在放电芯管上留有出气ロ及回气ロ。
[0029](2)烧制贮气腔9，并在其内的固定支架上形成N个气体回流管，每个回流管通过出气管13连通于对应的出气ロ，放电芯管的回气ロ通过回气管14而连通于贮气腔9。
[0030](3)在贮气腔9外侧顺序排列N根放电水冷単元，并烧结各个出气管13和回气管14。
[0031](4)烧制水冷套1，包括安装于折返镜处的2 (N-1)个水冷套和用于输出镜片、全反镜的水冷套，其中用于输出镜片的水冷套有中孔，供输出激光用。
[0032](5)烧制(N-1)个U形接头15，并按照放电芯管端ロ顺序2-3，4-5，6_7，…将各U形接头烧结于放电芯管端ロ以形成串联，留有I与N两个端ロ，备贴输出镜片与全反镜，然后粗磨U形接头弯折外侧左右上角±45°，注意略留磨量，备磨贴时精调。
[0033](6)光学准直时，从2至(2N-1)顺序磨贴±45°折返镜，相当于将放电芯管复原成直管，最后磨贴全反镜、输出镜片。[0034]本实用新型所述方案的技术特点和使用效果:
[0035]技术特点:
[0036]本实用新型采用“分离-组合排列配置-烧结U形接头-磨±45°反射面-细磨折返镜-磨贴全反镜、输出镜”的エ艺制备气体激光管，将原直流激励CO2激光管的四个主要部分-“放电芯管、水冷管、回气管、贮气腔”分解成两个单元-“放电水冷単元”及“回气贮气单元”，然后将放电水冷単元排列配置在回气贮气単元的外侧，呈圆形或方形，并利用U形接头将各放电水冷单元烧结串联在一起，再通过磨贴±45°折返镜将放电芯管复原成直管。
[0037]有益效果:
[0038]1、使用直流激励方式，N次折叠串接放电芯管使放电长度增长，从而整管输出功率大大提高，可达KW以上，以8折为例，若单根放电长度为1.6米，则总功率可达700胃左右，若单根放电长度为2.0米，总功率可达IKW左右，如再采用ニ元涂层技木，功率可再增长30-50%o
[0039]2、由于采用全玻璃结构エ艺制作，使制作成本大大降低。
[0040]3、由于采用同型号的玻璃制作，膨胀系数相同，故功率稳定性好。而且圆形对称排列，则体积大大减少，重量大大减轻。
[0041]4、与大体积放电射频激励CO2激光管相比，避免了大面积电极要求极平直光亮的制作难度；与快速气体流动CO2激光管相比，它不需要笨重的、高噪声的、大耗气量的罗茨泵。它只是静态密封工作的。从输出功率而言，可达到1-2KW，与之相当，这应该说，是CO2激光管技术上又一大进展和突破。
[0042]以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
【权利要求】
1.一种芯管折叠的CO2气体激光管，其特征在于，包括输出镜片(2)、放电水冷単元、回气贮气単元、U形接头(15)、折返镜(10)和全反镜(11)，所述放电水冷単元设置于所述回气贮气单元外侧，且所述放电水冷単元通过所述U形接头(15)而折叠串接在一起，所述折返镜(10)安装于所述U形接头(15)上。
2.根据权利要求1所述的CO2气体激光管，其特征在于，所述放电水冷単元包括放电芯管(7)和水冷管(8)，所述水冷管(8)形成于所述放电芯管(7)的外周，所述水冷管(8)的两端开有进水口(4)和出水ロ(5)，所述放电芯管(7)两端开有出气口和回气ロ。
3.根据权利要求2所述的CO2气体激光管，其特征在于，所述放电芯管(7)内部的前后端设有放电电极(3)，且在所述放电芯管(7)的外周一体烧结有所述水冷管(8)。
4.根据权利要求2所述的CO2气体激光管，其特征在于，所述回气贮气单元包括出气管(13)、回气管(14)和贮气腔(9)，所述贮气腔(9)通过出气管(13)和回气管(14)与所述放电芯管(7)连通。
5.根据权利要求4所述的CO2气体激光管，其特征在于，所述贮气腔(9)内包括有固定支架(12)，所述固定支架(12)上以螺旋或线状方式缠绕有气体回流管(6)，所述放电芯管(7 )的出气ロ通过所述出气管(13 )连接于所述气体回流管(6 )，所述放电芯管(7)的回气ロ通过所述回气管(14)连通于所述贮气腔(9)。
6.根据权利要求4所述的CO2气体激光管，其特征在于，所述放电芯管(7)为2到N个，并通过水冷管(8)而均匀烧结于所述贮气腔(9)外周，所述U形接头(15)为N-1个，且每个U形接头(15)烧结于两个放电芯管(7)的端部，并将所述放电芯管(7)以折叠方式相互串联在一起，未烧结U形接头的放电芯管的端部分别作为激光输出端和全反射端，并在所述激光输出端安装所述输出镜片(2)，在所述全反射端安装所述全反镜(11)。
7.根据权利要求6所述的CO2气体激光管，其特征在于，所述U形接头(15)的弯折外侧被研磨45°并粘贴所述折返镜(10)，以将所述放电芯管光学复原成直管。
8.根据权利要求6所述的CO2气体激光管，其特征在于，所述放电芯管(7)、U形接头(15)、出气管(13)、回气管(14)和贮气腔(9)采用全玻璃结构烧结为一体。
9.根据权利要求6所述的CO2气体激光管，其特征在于，所述贮气腔(9)和放电芯管(9)呈圆筒状结构，且所述放电芯管(9)圆周对称的设置于所述贮气腔(9)外側。
10.根据权利要求1-9任一项所述的CO2气体激光管,其特征在于,在所述输出镜片(2)、折返镜(10)和全反镜(11)上分別设置有水冷套(1)，且所述输出镜片(2)上的水冷套(I)中部形成有光路通道。
【文档编号】H01S3/03GK203387038SQ201320226036
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年4月28日 优先权日:2013年4月28日
【发明者】潘承志, 肖建宁 申请人:潘承志