超长放电管负高压激光器的制作方法

1.本实用新型涉及二氧化碳激光器的结构改进，更具体的是涉及一种通过结构改进具有更高功率的负高压小型超长放电管负高压激光器。


背景技术：

2.现有的小型封离式二氧化碳激光器通常由储气管、放电管、水冷管、电极和谐振腔镜等组成。在放电管的两端分别设置有放置有电极的空腔，即阳极室和阴极室。通常的封离式二氧化碳激光器会在阳极室连接有螺旋结构的回气管。
3.类似的结构在中国实用新型专利89215596.5，中国实用新型专利201420436154.0和中国实用新型专利201922497384.3均有公开。这种结构的封离式二氧化碳激光管为了提高输出功率，通常是采用增加放电管长度的方法，即增加了激光器的总长，也增加了激光器的生产、运输和安装使用成本。
4.为了解决这一问题，中国发明专利申请cn111934172a中公开了一种板条式二氧化碳玻璃管激光器，包括核心放电腔，所述核心放电腔依次被内玻璃管和外玻璃管包覆，所述内玻璃管的两端分别设有正极放电电极和负极放电电极，所述内玻璃管的两端靠近正极放电电极和负极放电电极处分别设有回气圆盘与固定圆盘；在长度没有增加的情况下，增加了放电体积，工作气体气压高，获得饱和光强更高。该结构的二氧化碳激光器与传统的结构区别较大，需要对生产加工过程做较大的调整。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种与传统封离式二氧化碳激光器结构类似，能够在不增加激光器整体长度的前提下，提高输出功率的超长放电管负高压激光器。
6.为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.一种超长放电管负高压激光器，其包括，
8.储气管，储气管的两端部的位置分别设置有反射镜和出光面；
9.水冷管，其位于所述放储气管内部；
10.放电管，其位于所述水冷管内侧，所述放电管两端分别设置有电极，所述电极通过引线连接至储气管外部，所述放电管和所述水冷管之间形成液体流通的空间，所述水冷管通过入水管和出水管连接至所述储气管外部，其特征在于：
11.电极中的阴极安装在位于放电管靠近反射镜一端的阴极室内，阴极室上连通有螺旋状的回气管；阳极套在放电管另一端的水冷管外侧。
12.本专利中的超长放电管是指的与现有二氧化碳激光器中的放电管相比，在不增加储气管整体长度的情况下，放电管的长度可以做得更长，充分利用了储气管的长度。
13.由于阳极外套在水冷管外侧，不再占用管内长度，上述技术方案能够在不增加激光器尺寸的情况下，放电管可以做得更长，即提高了激光器的功率。具体而言，将结合其与
现有的二氧化碳激光器区别进行说明。
14.在现有的二氧化碳激光器中，其回气管连接于阳极一侧，因此需要设置有相应的阳极室，用于将回气管连接于阳极室侧壁。而阴极由于其特性必须安装在管内的阴极室内，而且必须保持一定的沿放电管轴向的长度，与储气管的端部保持一定距离。
15.而本实用新型的技术与现有的二氧化碳激光器相比，将回气管移到了阴电极一侧，利用了阴极室长度，并且将阳极外套在另一端的水冷管外侧，取代了原有的阳极室，可以充分延长放电管的长度。
16.本实用新型的一些优选技术方案如下：
17.优选地，所述储气管的两端有直径缩小的管段，在所述阳极端的放电管端部延伸进入所述直径缩小的管段内。
18.优选地，所述阴极用于连接电源的负高压端。
19.优选地，阴极室的端部与储气管内壁连接，阳极所处管段直接与储气管内部连通。
20.优选地，所述阳极端的放电管管口距离出光面的距离是5mm至20mm之间。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：充分利用了阴极的电极室，免去了另一端的阳极室长度，从而允许更长的放电管长度，在不增加激光器外部尺寸的情况下，提高了激光器的功率。在部分实施例中，由于做到了无阳极室，将原有阳极室的长度全部作为放电管长度，并且由于取消了阳极室，该段管径减小，可以延伸至储气管的端部，也可以进一步增加放电管的长度。
22.附图说明：
23.图1是本实用新型实施例1的示意图；
24.图2是本实用新型实施例中阴极室的局部放大视图；
25.图3是本实用新型实施例中阳极部分的局部放大剖视图；
26.附图标识含义如下，101
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储气管，102
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导向，103
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反射镜，104
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阴极，1041
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阴极室，105
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出水管，106
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回气管，1061
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管路，107
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放电管，108
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水冷管，109
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阳极，110
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导线，111
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出光面。
具体实施方式
27.下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
28.实施例1
29.一种负高压超长放电管二氧化碳激光器，如图1所示，所述激光器包括储气管101，通常储气管101是由玻璃制成，其两端分别设置有反射镜103和出光面111。在储气管101内设置有水冷管108，水冷管108内设置有放电管107，放电管107外壁和水冷管108内壁之间的间隙构成冷却水的流动空间。如图1中所示的，所述水冷管108通过入水管112和出水管105连接至所述储气管101外部。在本实施例中水冷管108和放电管107均采用玻璃材质，水冷管108的长度与直径与放电管相适应。以上结构与现有的激光器相类似，本领域技术人员也可以根据激光器的具体参数要求进行调整。
30.在本实施例中，如图2所示，在放电管107上靠近反射镜111一端的端部设置有阴极
室1041，阴极室1041的直径略大于放电管107，阴极室1041的端部与储气管101的内壁连接，在阴极室1041的侧壁上设有与螺旋状的回气管106连通的管路1061，该管路1061与出水管105错开。放电管107内的气体经由阴极室1041、回气管106进入储气管101。阴极室1041内设置有阴极104，阴极104通过导线102连接至储气管101外的电源负高压端。如图3所示，在放电管107上靠近出光面111的一端的端部设置有阳极109，阳极109套在放电管107靠近出光面111一端的管壁外侧，阳极109通过导线110连接至储气管101外的电源高压端。
31.在上述激光器通电后，放电管107中的混合气体受到电子的撞击而被激发，发生能级跃迁形成粒子束反转发出激光。通常来说放电管107长度与输出功率成正比，即两个电极之间的距离。在一定的长度范围内，每米放电管长度输出的功率随总长度而增加。加水冷管108的目的是冷却工作气体，使输出功率稳定。放电管107在两端都与储气管101连接，即储气管101的一端有一小孔与放电管107相通，另一端经过螺旋形回气管106与放电管相通，这样就可使气体在放电管107中与储气管101中循环流动，放电管107中的气体随时交换。由于回气管106与阴极室1041连接处需要一定的空间（回气管的接入空间），所以该连接处需要电极室和一定的长度。进一步的，在负高压状态下，阴极104会在工作时发生溅射，即阴极104需要放置在阴极室1041内，并具有一定的长度，用于在工作状态下与放电管中流出的气体发生溅射。如果回气管设置在阳极一侧，则两侧均需要一定长度的电极室（阳极室和阴极室），这样留给放电管（两电极之间的长度）的长度受限，即限制了进一步增加激光器的功率。
32.在本实施例中，由于将回气管106放置在具有阴极室的阴极一侧，而阳极109侧则可以不再设置相应的阳极室，相应的可以增长放电管107，也就提高了激光器的功率。
33.如图1所示的，本实施例的一种优选方案，由于阳极去除了阳极室，回气管也不再连接于阳极，导致阳极段的径向尺寸变小，即可以将该段延长进入储气管的直径逐渐缩小的渐变段，这样在储气管长度一定的情况下，充分利用了储气管的长度，延长了放电管的长度，即提高了激光器的功率。在部分优选的实施例中，所述阳极端的放电管管口距离反射镜的距离可以是5mm至20mm之间（例如，5mm或者8mm）。这样的配置可以尽量利用储气管的长度，在不增加整个激光器外部长度的前提下，提高了激光器的功率。