专利名称：共阴极单气流通道双放电通道管板式放电电极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及横流气体放电激光器，特别是一种适用于高功率横流CO2激光器的共阴极、单气流通道、双放电通道的管板式放电电极。
背景技术：
直流激励的横流CO2气体激光器一般采用针板电极或者管板电极结构，比较简单、实用。目前的管板式电极结构，见图1，阳极板1由表面为矩形的阳极块沿阴极管2方向整齐列阵一排组成，阴极管2位于阳极板1的上方、气流下游一侧，在阴极管2底部靠近气流上游一侧对应于阳极块分布排列有一排预放电针3。为了获得大功率输出，通常采用单放电通道内折叠腔或增加电极长度来实现，如果增加电极长度，激光器体积会随之增加，从而增加风机、散热等其他方面的功率损耗；如果采用单放电通道折叠腔的办法，则会存在以下缺点1、如附图1所示，由于光束总横截面积与增益区横截面积之比比单光束输出情况低的多，因此增益区利用效率低，从而光电转换效率低；2、多光束输出时阳极块沿气流长度方向相应增加，为保证激活区散热效果和温度分布，对气体流动速度要求也相应增加，对风机要求高；3、阳极面积的增大，会降低放电的均匀性、稳定性，若采用其他辅助放电措施则会增加设备的复杂性。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种共阴极、单气流通道、双放电通道管板式放电电极，以适用于现有的快横流CO2激光器，实现光电转换效率较高的双通道放电的折叠腔结构，在相同条件下大幅度提高输出功率，并使激光器结构更加紧凑，降低成本。
本实用新型的技术解决方案如下一种共阴极单气流通道双放电通道管板式放电电极，由阳极、水冷阴极管和预放电针组成，其特点是所述的阳极由两排相对放置的阳极板组成，每排阳极板由若干块金属块沿水冷阴极管方向整齐排列而成，组成阳极的两排阳极板均位于阴极管气流方向的下游，表面互相平行；两排阳极板共用同一水冷阴极管，分别组成两个放电通道，气体从所述的两排阳极板之间的气流通道通过；所述的水冷阴极管是一铜管，位于两排平行的阳极板的中间位置，直接通水冷却；所述的预放电针由两排金属针组成，金属针沿水冷阴极管对应于两排阳极板整齐排列，并位于水冷阴极管气流上游，两排金属针分列于水冷阴极管靠近各自对应的阳极板一侧，对应于两排阳极板共有两组预放电针。
所述的两块阳极板由气流通道壁内的水冷管间接冷却。
所述的预放电针与水冷阴极管距离为0.5～2mm。
与在先技术相比，本实用新型的技术效果如下1、结构紧凑，两放电通道相连可以共享热交换、气流、水冷却等装置，与单通道放电或者相对独立的双通道放电相比结构简单，资源利用效率高，额外的功率损耗小。
2、与单通道折叠腔输出结构比，光电转换效率高。由于单通道单光束输出增益区的横截面可根据输出光束确定，对放电激活体积的利用率比单通道折叠腔输出高得多，因此光电转换效率也较高。
3、采用原有普通放电电极的阴、阳极参数，比单通道折叠腔输出采用的大面积放电电极更易实现稳定、均匀的放电。
4、由于阳极在气流方向上的长度比较短，因此对气体流动速度的要求比单通道折叠腔输出电极要低。
图1是已有技术的管板式放电电极结构示意图。
图2是本实用新型的共阴极单气流通道双放电通道管板式放电电极结构示意图。
图3是本实用新型的共阴极单气流通道双放电通道管板式放电电极的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。
请先参阅图2和图3。本实用新型的共阴极单气流通道双放电通道管板式放电电极主要由两排阳极板1、一水冷阴极管2和两组预放电针3构成。
所述的每排阳极板1由表面为矩形的金属阳极块沿阴极方向整齐排列而成，通过水冷管4间接冷却，两排阳极板1表面互相平行，长度相等。
所述的水冷阴极管2是一根通水冷却的金属管，其位于两排阳极板1的中间靠近气流上游一端，平行于两排阳极板1的长度方向。
所述的预放电针组3由两排金属针组成，金属针沿阴极管2对应于阳极块整齐排列，其位于阴极管2气流上游一侧，两排分列于水冷阴极管2靠近各自对应的阳极板1一侧，与水冷阴极管2距离一般为0.5～2mm，针的分布根据阳极块分布确定。
本实用新型的实施例具体参数如下每排阳极板(1)的黄铜阳极块尺寸为40×20mm，间距5mm，共计25块，长边沿水冷阴极管2方向；水冷阴极管2为水冷紫铜管，直径16mm，壁厚2mm；每块阳极块对应4根预放电针，针与针之间距离10mm；每块阳极块表面距水冷阴极管中心为29mm。激光器内充入60×133.3Pa的CO2+N2+He的混合气体，比例为CO2∶N2∶He＝1∶8∶11，流过放电区的气体流速约30～50m/s。
本实用新型可以应用于高功率快横流CO2激光器，在与原单通道放电电极几乎相同的体积内，可实现双通道放电，结构紧凑、简单，采用U型腔输出，功率可比原电极有大幅度提高，与原技术相比可大大降低制造和运行成本。
权利要求1.一种共阴极单气流通道双放电通道管板式放电电极，由阳极、水冷阴极管(2)和预放电针(3)组成，其特征在于所述的阳极由两排相对放置的阳极板(1)组成，每排阳极板(1)由若干块金属阳极块沿水冷阴极管(2)方向整齐排列而成，组成阳极的两排阳极板(1)均位于阴极管(2)气流方向的下游，表面互相平行；两排阳极板(1)共用同一水冷阴极管(2)，分别组成两个放电通道，气体从所述的两排阳极板(1)之间的气流通道通过；所述的水冷阴极管(2)是一铜管，位于两排平行的阳极板(1)的中间位置，直接通水冷却；所述的预放电针(3)由两排金属针组成，金属针沿水冷阴极管(2)对应于两阳极块(1)整齐排列，并位于水冷阴极管(2)气流上游，两排金属针分列于水冷阴极管(2)靠近各自对应的一排阳极板(1)一侧，对应于两排阳极板(1)，共有两组预放电针(3)。
2.根据权利要求1所述的共阴极单气流通道双放电通道管板式放电电极，其特征在于所述的两排阳极板(1)由气流通道壁内的水冷管(4)间接冷却。
3.根据权利要求1所述的共阴极单气流通道双放电通道管板式放电电极，其特征在于所述的预放电针(3)与水冷阴极管(2)的距离为0.5～2mm。
专利摘要一种共阴极单气流通道双放电通道管板式放电电极，由阳极、水冷阴极管和预放电针组成，所述的阳极由两排相对放置的阳极板组成，每排阳极板由若干块金属块沿水冷阴极管方向整齐排列而成；两排阳极板共用同一水冷阴极管，分别组成两个放电通道，气体从所述的两排阳极板之间的气流通道通过；所述的水冷阴极管位于两排平行的阳极板的中间位置，直接通水冷却；所述的预放电针由两排金属针组成，金属针沿水冷阴极管对应于两排阳极板整齐排列，并位于水冷阴极管气流上游，两排金属针分列于水冷阴极管靠近各自对应的阳极板一侧。本实用新型具有结构紧凑，光电转换效率高等优点。
文档编号H01S3/038GK2899203SQ20062004183
公开日2007年5月9日 申请日期2006年5月17日 优先权日2006年5月17日
发明者盖玉健, 钱红斌, 归振兴, 沈华勤 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所