金属结构射频激励气体激光结构的制作方法

文档序号:6860987阅读:177来源:国知局
专利名称:金属结构射频激励气体激光结构的制作方法
技术领域
本实用新型涉及射频激励气体激光结构,特别是在金属本体加入有机、无机绝缘物或金属氧化物结合而成之一体化金属结构,拥有广阔使用温度,适合商业或军事用途,由于金属化,生产容易、成本低及寿命长。
背景技术
对于射频激励气体激光结构,通常的做法是采用玻璃或陶瓷的结构作为绝缘、密封腔体,其基本上是将陶瓷尤其是玻璃作为腔体,其内装有用于雷射的激光气体,以及电极,在电源的激励下,发出激光,例如专利申请97111741.1所描述的;而专利申请02103786.7所描述的则是采用陶瓷片作为腔体的一种例子。
这些结构往往存在不同材料的热膨胀匹配问题,而且很难保证气体的完全准确地密封,通常具有气体微渗漏的问题,结构也比较复杂,难以装配和生产,在实际的使用中制作及使用成本都比较高。

发明内容
因此,本实用新型的目的在于通过改进的金属结构射频激励气体激光结构,解决不同材料的热膨胀匹配问题,使用全金属制造的优点在于全金属组合、结构一体化、拥有相同之热膨胀系数。射频激励的金属激光,名称上似乎有些矛盾,因为金属需要使用绝缘物将电力隔离。
本实用新型的另一个主要目的是提供一种金属结构射频激励气体激光结构,该结构克服上述的热失配问题,透过使用全金属架构更容易加工制造成一体化架构。且使得气体激光系统能够使用廉价焊接密封,有别于使用其它昂贵的密封架构。
本实用新型的另一个主要目的是提供一种金属结构射频激励气体激光结构,该结构可有效防止气体微渗漏、气储,保证激光气体成份,不受污染,及自动清洁。
本实用新型提供全新设计的金属结构射频激励气体激光结构,减少复杂的结构,比玻璃及陶瓷结构激光易于装配生产。
因此,本实用新型是按照如下方式实现的一种金属射频激励气体激光结构,其特征在于它包含至少一对的金属密封件,金属密封件的内表面是平行间隔的,还设置有至少两个的金属隔离片,置于金属密封件之间,金属隔离片及金属密封件构成激光内腔。激光内腔内充满激光气体;和一对平行同轴放置于长条方形激光内腔表面相对的金属放电电极,金属内腔表面相对之电极由绝缘物隔离,此对电极由射频电压激励。
其绝缘物可由有机材料组成,或无机介质材料如云母组成,还可包括金属电极的氧化物,该氧化物是相对金属面上的构成绝缘的金属氧化物。
金属隔离片及金属密封件拥有相同的热膨胀系数。
金属隔离片、金属密封件及电极本身可采用相同的金属材料。通常情况下金属隔离片、金属密封件、电极是铝金属,而绝缘物是铝金属的氧化物。即电极经阳极氧化处理,形成的氧化铝膜作为绝缘物加盖于激光内腔相对之电极表面;金属隔离片及金属密封件则由空气缝隙隔开。
该结构构成的激光内腔宽度和高度,均在2.5到10mm范围之内。
所述的金属隔离片通常设置有多个,至少是一对以上的金属隔离片。
所述的激光内腔是长形,特别是长方形激光内腔。
金属电极通过绝缘物固定于金属密封件上,突向内出于金属密封件之内表面,并具有多个散热翼片。
激光内腔,数量至少为一个,亦可设置二个或者三个,激光内腔串连同一光轴,可以加强激光输出。
电极经阳极氧化处理形成氧化表面,氧化表面可以减少热斑点。氧化表面厚度介乎0.0005到0.002微米。
金属密封件拥有一对接地凸出组件形成内墙,另外两边构成电极,由一对外墙及一对电极互相围住而形成一长方形空间或内腔。电极及金属密封件凸出组件形成内墙伸延致内腔之外部表面都有近似相同半径的凹面,此凹面可提高对地之崩溃电压。此时可不设置金属隔离板,或者将金属隔离板与金属密封件合并为一个构件。
上述的电极,其底部与金属密封件接近的部位内增设散热凹槽,用以放置高效热传导体,例如矾土陶磁,增加电极的热转移至金属密封件,热传导散热效果可提高2至3倍。
接地电极可与金属密封件设计为一体结构,此时可不设置金属隔离板,或者将金属隔离板与金属密封件合并为一个构件,放电电极和金属密封件或金属隔离板之间设置有缝隙,以提供气体传导冷却。在等离子区之激光气体沿激光内腔心轴利用横向对流作用与外部气体交换。射频激励电压源连接至金属放电电极,沿激光内腔由激励电压产生之等离子区,等离子之热量由激光气体媒介经传导,对流和辐射带走。从等离子放电区由多对电极装配形成的横切面来看,除了角落部分之缝隙充当绝缘物外,其缝隙尺寸对比电极宽度是一个非常小之百分比。
接地电极可与金属密封件设计为一体结构,金属密封件和放电电极之间由耐高温绝缘物承托,放电电极设计为方形密闭结构,激光气体储存室设置于放电电极内。射频源提供单相射频激励连接至放电电极及金属密封件。
所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于它包含至少一组等离子放电区,以及对应的长形电极,由多块长形电极或金属隔离板及金属密封件围住形成之封套(即激光气体储存室)容纳激光气体媒介,至少二块长形电极形成轴向激光内腔,此等电极被射频电压激励,电极在放电区内被激光气体媒介隔离及绝缘。
上述的等离子放电区为多组时,长形电极也同时设置多组,由多组电极形成轴向激光内腔,此等电极被射频电压激励,电极在放电区内被激光气体媒介隔离及绝缘。
射频电压源激励电极所产生等离子,等离子在多块电极间形成等离子封套,等离子封套内产生的热量经由激光气体间的传导,通过对流和辐射型式带走。
激光气体媒介封存于轴向金属密封件内,利用横向对流方法跟等离子区内之激光气体媒介交换。热转移由等离子区送到金属密封件,主要透过等离子气体产生之电绝缘层利用热传导方法送走。
上述的电极包括两个直角相向的电极,其中第一电极由射频电压源激励,为放电电极,另一电极连接至接地电压,为放电电极。
对于上述的电极,其包括两对直角对向结构的电极。其中第一对电极由反相的射频电压源激励,另一对电极跟金属密封件形成一体。
且最好将封套内第一对电极被绝缘物固定及于轴向位置远离激光内腔。第一电极按固定距离沿纵向放置,绝缘物紧贴接触,以减少接触面内密封气体之容积。
在组装时绝缘物可充当组装电极的滑动轴承,组装程序包括把这些隔离电极滑入封套内。绝缘物可由高温塑料组成。
在制作时,金属密封件及余下其相连的一对电极,由单一铝形材挤压形成,而第一寸电极由另外两件挤压铝形材组成。挤压铝形材表面提供足够面积帮助传导和对流冷却。
金属射频激励气体激光结构,包括多块电极包围组成一空心之放电区,而其周边部分封闭,在相对之电极加入反相射频激励电压。
至少两组本质上相同之放电区组成,其光轴串连成一线,此等放电区由光学反射组件结合组成。光学反射组件将激光内腔光轴折迭。
在其其中一个实现方式中,金属射频激励气体激光结构,包括一个铝挤压件金属密封件,其内共有两组相对之电极,第一组及第二组电极由另外两件铝挤压组件在固定位置安放于金属密封件内,组成正方形之激光内腔,第一组电极、跟第二组电极由金属氧化物隔离。
铝挤压件利用扩大的表面积优化传导和对流透过激光气体优化冷却。
金属射频激励气体激光结构,进一步包括多个远离放电区之绝缘物在特定范围内固定电极位置。
所述的金属射频激励气体激光结构,它包括一个轴向内腔及其内之等离子区,内腔四面直接暴露于激光气体媒介中,多个绝缘物分别放置于四面之电极及等离子放电区之间,同时电极由射频电压源激励。
该金属射频激励气体激光结构,其横截面是一个长形密封室由四边密封的横切面,横切面直径少于密封室长度百分三,四边的金属电极沿长度扩展建立横向电场于此密封室内,各电极使用特定绝缘方法隔开,同时激光气体媒介储存于最少一个密封室内,沿着最少一个密封室方向产生横向交流电场之方法,交流电场之频率由10MHZ至1GHZ激励产生激光等离子束。
绝缘方法包括激光气体媒介。由电极上之金属的氧化物组成。由覆盖于电极上之涂层组成。
安装于密封金属密封件内至少有一个长形密封室,和金属密封件内面直接暴露于激光气体媒介中。
所述电极和等离子束之电隔离方法,沿长度方向利用横向方法隔离。
所述长形密封室是密封金属密封件的一部分,金属密封件内面直接暴露于激光气体媒介中。
上述的密封室,其进一步包括多个长形平行之密封室。
本实用新型的结构,基本上激光的所有内部表面,都是金属结构材料,与激光气体直接接触,因此激光气体不容易与金属产生化合物。气体不被污染,有更长使用寿命。因为隔离媒介阳极氧化铝的电介质常数为1.0而非8.9,电驻波波长沿激光内腔增加至8.9之均方值,得到更均匀的电场,更长的激光波长和更高的有用射频频率,消除不匹配之热膨胀,整体可以全密封焊接。因此可以承受高温操作,特别适合商业或军事用途。
由于不需要加工陶磁部分,加上容易组装,不需强化散热设计等优点,进一步降低生产成本。利用气体传导和对流冷却电极,由于不使用高电介质常数绝缘物减少电容量,从而可使用更高的操作频率达到更高的电效率。
基于该结构,其金属密封件和电极可以使用新型金属挤压技术制造,有利气体传导及对流冷却,不需使用加压技术散热,简化了散热器的结构。
该结构的设置允许激光气体透过长形缝隙在激光内腔和气体室管内流动。在角落地方利用绝缘物承托电极,有利于简单低成本组合。
这金属结构也适用于折迭式电极多重反射激光结构。以增加激光输出。


图1是本实用新型第一个实施例之横切面爆炸图,图2是本实用新型第二个实施例之横切面爆炸图,图3是本实用新型第三个实施例之横切面图,图4是本实用新型第四个实施例之横切面图,图5是本实用新型第五个实施例之横切面图,图6A是本实用新型由一段雷射组件组成的气体雷射简要示意图,图6B是本实用新型由两段雷射组件组成气体雷射纵向简要示意图,图6C是本实用新型由四段雷射组件折迭组成气体雷射纵向简要示意图。
其中10为第一个实施例,11为铝板,12为铝间隔板,13为底座,15为内腔,16为电极,20为第二个实施例,21为铝板,22为铝间隔板,23为铝氧化物,25为内腔,26为电极,30为第三个实施例,31为铝外壳,32为内墙,33为电极,35为内腔,36为氧化表面,37为缝隙,38为高温绝缘物,40为第四个实施例,42为隔离空间,43为射频源,45为凹槽,46为半圆凸位,47为凸出扣位,48为绝缘空间,49为散热凹槽,50为第五个实施例,51为铝隔板,52为缝隙,53为气体储存室,55为散热翼片,60为激光组件,61为平面半透镜片,62为曲面反射镜,63为平面反射镜。
具体实施方式
本实用新型一个实施例之射频激励激光结构上由全金属制造。顶部和底部之金属密封件加入金属间隔片组成一长方形或方形内腔,高度和阔度各约为2.5mm至10mm之间。垂直或横向电场沿着顶部和底部的电极产生,电极阔度大约为内腔之50%至80%。上下电极由一个两相驱动电路提供激励电能,电极间产生180度反相电压。这迫使电场均匀地分布于电极间。内腔相对之电极由金属铝板经阳极氧化处理转变成厚0.25mm之铝氧化物绝缘层,电极由真空电镀蒸发,电镀或其它的常规处理方法覆盖在铝氧化物绝缘层上面。再利用阳极氧化或真空涂布技术在电极表面盖上一层绝缘薄膜加以保护。除了连接电极之电线需绝缘外,金属激光架构不需特别加入绝缘材料。由于阳极氧化处理表面跟铝金属形成一体,没有使用不同材料之温度及热膨胀匹配问题。
第二个实施例为铝三明治夹层结构,但是使用塑料薄膜印刷电路制造电极,来产生反相射频激励。这些塑料印刷薄膜电极可夹于上下铝金属表面中或在结构中。塑料印刷薄膜电极厚度在5至20微米之间。电极表面亦可加盖一层保护绝缘物。此保护绝缘物可为有机或无机物料,使用无机材料,系统更为稳定。云母是无机材料的一个例子,塑料印刷薄膜可承受高温,是有机材料的另一例子。虽然此等材料不算金属,但其厚度和机械的性质不影响金属架构,不受热膨胀而影响其操作温度范围。
这实用新型的第三个实施例最为有价值,由于完全没有使用绝缘物,使用两相射频驱动方式连接至两边电极表面,利用接合角位上仅仅几微米(密尔)气体作绝缘,在激光内腔(电极距离2.5至10mm)电极表面形成均匀之放电区,放电区不会接触两边金属而不受影向,在此之铝氧化物绝缘层作用只承托电极但不接触放电区。同时激光气体产生之热量经电极表面由铝金属基材带走。此种简单架构可由铝挤压形材技术生产外壳及电极,生产装配方便。激光光束同时使用两相射频驱动方式激励产生。
所述之第三个实施例激光内腔,数量至少为一个,亦可设置二个或者三个,激光内腔串连同一光轴,以加强激光输出。
实用新型的第四个实施例跟第三个特点大致相同,但不使用散热翼片,气体激光产生之热量直接透过激光气体传导至金属外壳。热量经由不导电但导热之铝氧化绝缘物传导至金属外壳。
实用新型的第五个实施例定义激光方形内腔为单一架构,这体现当构造为折迭式激光时特别有用。体现附加揭露激光方形内腔角位缝隙接合处使用不导电绝缘物配件。
所述第五个实施例折迭式激光,激光内腔,数量至少为二个,亦可设置四个、六个或者八个以上,激光内腔利用反射镜片可作串连及并联激光轴,以加强激光输出。
所有上面所述实施例都基于使用气体的非线性崩溃和电离特性。在典型气体中,崩溃和跟随之电离状态发生在特定之电场强度(E-FIELD)结合高频电场、频率。在典型的(固体)绝缘物中,崩溃电压是由高频电场(高频或直流电压)所引发。
它意味着一个气体的电离化状态,不会被气体缝隙间距改变。能清楚看见这电离状态可理解为当气体电离时需要一定数量的动能(KINETIC ENERGY)注入,才能使气体电离化。所以,一个高电压结合较长加速距离,即电极间距离,使气体电离化更容易。由测量得出的崩溃电压及在50 TORR压力下的保持电压、电压频率在50兆赫、电极距离2.5mm情况下,使用平行电极板,此电压约为100V至150Vrms。当电极距离减小,所需电压大幅提升,距离在0.25至0.75mm之间,崩溃电压很难发生。当电极距离由2.5mm增加至7.5mm,崩溃电压稍为提高至200V。崩溃以后的保持电压是由负载功率和间距?定,在负载功率为2至8瓦/cm,电压介乎100至300Vrms之间。随着输入更高的功率,不正常电离(热点)便出现,这表示进入负性电阻过渡区,在这区域激光激励不能正常工作。目前已经发现,平行板电极结构比直角形结构,崩溃电压较低。不规则及表面粗糙之形状,所需崩溃电压更高。以上之几何学因素对激光设计更形重要。
另一个对激光内腔产生之电离子区辅助,是使用两相位相移激励电路,因为此电路可将对地电压减少一半。利用这些规则和原理,可接不同结构设计禁闭于激光内腔之等离子气体之多种放电结构。现已发现,这个理想情况用于典型气体激光由压力、频率及气体成份。例如实验显示使用7.5mm内腔距离,每个电极对地距离小至0.125mm,电极也不会对地产生放电现象,气体电离现象只存在电极与电?内发生。同时请注意到电极对地之电场强度约30倍大于内腔之电极电场。同时此0.125mm距离不是一个强制距离,只是一个方便的测试距离。上面所述情况,有效解释绝缘及散热特征。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
由图1可见本实用新型的实施例10包括上下铝板11被一对铝间隔板12隔开,围成之长方形空间或内腔15。此图内之铝板距离被放大以便于更好理解。
在实际结构中铝板11及铝间隔板12会紧贴在一起或由很小之气隙隔开,在实际应用方面,长方形空间或内腔15之尺寸阔度和高度可在2.5mm到7.5mm之间。沿长方形空间或内腔15之相对电极16产生垂直电场。电极16之尺寸为长方形空间或内腔阔度之50%到80%。
由于采用两相驱动方式将电极激励,电极间呈现180度反相电压。沿长方形空间或内腔分布之不同电极距离由此两相驱动器供应足够电场能量。
塑料印刷薄膜电极13可利用夹层附于顶部和底部的铝板11上。此塑料印刷薄膜厚度介乎5至20密尔(微米)。电极表面可加盖一层保护绝缘层,塑料印刷薄膜已证明是极好电气和热性质的材料。它的膨胀系数和铝板匹配,同时塑料印刷薄膜不会损坏底层之铝金属结构令其变形。
图2表示本实用新型的实施例20之金属气体激光。其包括一对铝板21、一对铝隔板22围成之长方形空间或内腔25,及一对电极26,跟实施例一功能基本上相同。但实施例二并不使用塑料印刷薄膜,而用阳极氧化处理使铝金属21表面形成铝氧化物23而成,其厚度约为0.25mm。电极26由蒸发涂布或其它常规过程附于铝氧化物23上,电极26表面可用真空涂布或阳极氧化处理加盖一层保护绝缘层。
本实用新型的第二实施例除电线以外并没含有其它商业隔离材料。全部非结构性材料。
阳极氧化处理的金属表面沿铝板延伸,材料一致,因此没有温度局限性。铝氧化物本身为电介质,跟电孤接触,不会把其它元素引入激光内,而做成污染。此外,铝氧化物表面之电介质强度能抵受100伏特或射频电压强度。因此金属激光可拥有极长之操作寿命。
图2之铝板及铝隔板距离被放大以便于更好理解。
图3表示本实用新型的第三实施例30之金属气体激光。
这个实施例是一个传导/对流气体隔离的激光架构。使用挤压铝外壳31。铝外壳31拥有一对接地凸出组件形成内墙32,另外两边由两件有散热翼片之挤压铝件组成电极33,由一对外墙32及一对电极33互相围住而形成一长方形空间或内腔35。铝外壳31基本上是一正方形挤压件(50mm×50mm)。电极33也是有散热翼片之挤压铝件。其散热翼片55可增强对流冷却。激光内腔35的角落接合处之缝隙37的尺寸介乎0.025mm至1.25mm。缝隙37可以依赖阳极氧化处理使缝隙介乎零。理想中的波导激光拥有一个紧密激光内腔,激光内腔小至2.5mm可减小衍射损失,时间的波导激光以基本模式操作是激光之电磁幅射模式跟光学组件无关,主要受激光内腔形状及尺寸影向。电极33和铝外壳31之间的缝隙37提供气体传导冷却。电极33以阳极氧化处理形成氧化表面36,氧化表面36可以减少热斑点。氧化表面厚度介乎0.0005到0.002微米(密尔)。图3所示本实用新型第三实施例架构的电容量,每公分长度大约为3.4微微法拉(3.4pf/cm)。当输入功率每公分长度为4瓦特(4W/cm)时,每个电极的温度升高大约是摄氏22度。因为顶部及底部之电极33直接连接到铝外壳31,激光内腔之平均温度增高约为摄氏11度,因为等离子区核心温度升高为摄氏150度,很明显地第三实施例30可迅速排除热力。提供良好热传导结构。射频源43提供射频激励连接至电极33,此射频频率介乎20至200兆赫,通常以批准使用之中心频率27或者40兆赫为标准。由放射频激励以平衡两相形式驱动,因此每一个电极只承受一半之对地电压。电极33由塑料印刷薄膜间隔承托,或其它高温绝缘物38沿放电区之长度每隔100mm承托着,将其简化只承托两个末端。绝缘物38在组装实施例30时充当滑动轴承,包括将电极33安装在外壳内之凹入点52。感应线圈(在这里没显示出来)安装在两个末端,以抵消激光组合在操作频率时之电容量。绝缘物38承托着电极33跟外壳31形成空间53,从而隔离电极。由测量和计算,电极33能够由激光气体的高热传导冷却。因此不需使用架构来传导等离子区的热力,因此,使用铝挤压形材,可很方便地装配外壳和电极。基本上激光的所有内部表面,都是同一结构材料,与激光气体直接接触,因此激光气体不容易与铝金属产生化合物。气体不被污染,有更长使用寿命。因为隔离媒介阳极氧化铝的电介质常数为1.0而非8.9,电驻波波长沿激光内腔增加至8.9之均方值,得到更均匀的电场,更长的激光波长和更高的有用射频频率,消除不匹配之热膨胀,整体可以全密封焊接。因此可以承受高温操作,特别适合商业或军事用途。
由于不需要加工陶磁部分,加上容易组装,不需强化散热设计等优点,进一步降低生产成本。利用气体传导和对流冷却电极,由于不使用高电介质常数绝缘物减少电容量,从而可使用更高的操作频率达到更高的电效率。
图4表示本实用新型的第四实施例40之金属气体激光。这个实施例40的激光架构。使用挤压铝外壳31。铝外壳31拥有一对接地凸出组件形成内墙32,另外两边由两件挤压铝件组成电极33,由一对外墙32及一对电极33互相围住而形成一长方形空间或内腔35。主要以传导散热冷却电极。激光内腔35的角落接合处之缝隙37的尺寸介乎0.025mm至1.25mm。电极33两边捅有半圆凸位46与铝外壳31凸出扣位47之″U″型凹槽45配合,提供承托及固定,电极33及铝外壳31之接触面由绝缘物38分隔开,同时会造成一隔离空间42。除了可使用绝缘物38外,电极33及凸出扣位47之″U″型接触面可使用阳极氧化处理,氧化层可代替绝缘物38。另一种缘体方法,是在″U″型接触凹槽45上,放置一细小之陶磁珠,陶磁珠提供一定之弹力令电极33自动对应在″U″型凹槽45中心上。由于提高电极33的热传导散热效果至铝外壳31,在电极33内增设散热凹槽49用以放置高效热传导体矾土陶磁,增加电极33的热转移至铝外壳31,热传导散热效果可提高2至3倍。电极33及铝外壳31凸出组件形成内墙32伸延致内腔35之外部表面都有近似相同半径的凹面,此凹面可提高对地之崩溃电压。
图5表示本实用新型的第五实施例50之折迭金属气体激光。图5展示出两组内腔35结构。同样使用挤压铝外壳31、电极33及铝隔板51组合而成,当中绝缘物及传导散热缝隙52之设计结构尺寸介乎0.025mm至1.25mm。等同图3及图4。铝外壳31、电极33由耐高温绝缘物承托。激光气体储存室53安放于在电极33内。射频源43提供单相射频激励连接至电极33及铝外壳31。所产生之射频激励电场,等同图3及图4。
图5之可折迭的对称架构可防止不同之热源产生变形影向,减至最小。激光轴不容易受热源改变,保持稳定。同时缝隙52不会改变,激光内腔35不变形,内腔内之电场不会在内腔外产生寄生放电区,使线圈共振能够在射频激励中应用。
图6A为与该结构相配合的单一激光部分组成一段激光组件60,组件前端放置一平面半透镜片61、后端装设一曲面反射镜62。激光组件壹单位之基本长度为380mm。
图6B为使用两段激光组件组成加长之组合,长度为基本长度之两倍为760mm。组件前端放置一平面半透镜片61、后端装设另一曲面反射镜62。
图6C为一折迭式组合使用四段激光组件组成,组件前端放置曲面反射镜62、后端装设平面反射镜63。折迭式组合可使用2、4、6、8段激光组件组成加长之结构。
权利要求1.一种金属射频激励气体激光结构,其特征在于它包含至少一对的金属密封件,金属密封件的内表面是平行间隔的,还设置有至少两个的金属隔离片,置于金属密封件之间,金属隔离片及金属密封件构成激光内腔,激光内腔内充满激光气体;和一对平行同轴放置于长条方形激光内腔表面相对的金属放电电极,金属内腔表面的电极由绝缘物隔离,激光内腔宽度和高度,均在2.5到10mm范围之内。
2.如权利要求1所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于金属隔离片及金属密封件拥有相同的热膨胀系数。
3.如权利要求2所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于金属隔离片、金属密封件及电极本身可采用相同的金属材料,即金属隔离片、金属密封件、电极是铝金属,而绝缘物是铝金属的氧化物;金属隔离片及金属密封件则由空气缝隙隔开。
4.如权利要求1所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于金属电极通过绝缘物固定于金属密封件上,突向内出于金属密封件之内表面,并具有多个散热翼片。
5.如权利要求1所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于金属密封件拥有一对接地凸出组件形成内墙,另外两边构成电极,由一对外墙及一对电极互相围住而形成一长方形空间或内腔,电极及金属密封件凸出组件形成内墙伸延致内腔之外部表面都有近似相同半径的凹面,电极,其底部与金属密封件接近的部位内增设散热凹槽。
6.如权利要求1所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于接地电极可与金属密封件设计为一体结构,不设置金属隔离板,或者将金属隔离板与金属密封件合并为一个构件,放电电极和金属密封件或金属隔离板之间设置有缝隙,从等离子放电区由多对电极装配形成的横切面来看,除了角落部分之缝隙充当绝缘物外,其缝隙尺寸对比电极宽度是一个非常小之百分比。
7.如权利要求1所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于接地电极可与金属密封件设计为一体结构,不设置金属隔离板,金属密封件和放电电极之间由耐高温绝缘物承托,放电电极设计为方形密闭结构,激光气体储存室设置于放电电极内。
8.如权利要求1所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于它包含至少一组等离子放电区,以及对应的长形电极,由多块长形电极或金属隔离板及金属密封件围住形成之封套,即激光气体储存室,容纳激光气体媒介,至少二块长形电极形成轴向激光内腔,此等电极被射频电压激励,电极在放电区内被激光气体媒介隔离及绝缘,且该多个激光内腔串连同一光轴,放电区由光学反射组件结合组成。
9.如权利要求8所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于封套内第一对电极被远离激光内腔的绝缘物固定于轴向位置,且第一电极按固定距离沿纵向放置,绝缘物紧贴接触,放电电极形成的长形密封室,其横截面是一个长形密封室由四边密封的横切面,横切面直径少于密封室长度百分三,四边的金属电极沿长度扩展建立横向电场于此密封室内,各电极使用特定绝缘方法隔开。
10.如权利要求9所述的金属射频激励气体激光结构,其特征在于安装于密封金属密封件内至少有一个长形密封室,和金属密封件内面直接暴露于激光气体媒介中。
专利摘要本实用新型是一种金属射频激励气体激光结构,它包含至少一对的金属密封件,还设置有至少两个的金属隔离片,金属隔离片及金属密封件构成激光内腔。激光内腔内充满激光气体;和一对平行同轴放置于长条方形激光内腔表面相对的金属放电电极,金属内腔表面相对之电极由绝缘物隔离,此对电极由射频电压激励。其金属结构材料,与激光气体直接接触,因此激光气体不容易与金属产生化合物。气体不被污染,有更长使用寿命。因为隔离媒介阳极氧化铝的电介质常数为1.0,电驻波波长沿激光内腔增加至8.9之均方值,得到更均匀的电场,更长的激光波长和更高的有用射频频率,消除不匹配之热膨胀,整体可以全密封焊接。
文档编号H01S3/041GK2826766SQ20052006469
公开日2006年10月11日 申请日期2005年9月15日 优先权日2005年9月15日
发明者吴达文 申请人:吴达文
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