双层密封射频激励“Z”折叠波导CO₂激光器的制作方法

专利名称：双层密封射频激励“Z”折叠波导CO₂激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光器，具体地说是一种双层密封射频激励“Z”折叠波导CO2激光器。
背景技术：
高输出功率、小体积的射频激励波导(X)2激光器在工业、医学及军事等领域有广泛的应用，为提高激光器输出功率，同时保持模式好、小体积的特点，现已研制出多种“Z” 折叠类型的射频波导CO2激光器。为了安装和调试方便，这些激光器都是采用金属壳体作为真空室的，其壳体上盖、壳前后壁的通光孔、壳侧壁的电线孔都是由压紧橡胶0型圈方式密封。由于折叠激光谐振腔需要的镜片较多，因此壳体前后端壁的通光孔较多。因需要调整壳端壁上镜片的方向，在镜片与壳端壁之间的密封0型圈挤压力可能是不均勻的，在密封0 型圈受挤压力小的位置可能有微漏气。又由于壳体上盖面积较大，上盖周边0型圈橡胶密封线较长、壳侧壁电路引线孔较多，需要密封的部位较多，因此从密封0型圈位置漏气的可能性较大。现有的“Z”折叠类型的射频波导(X)2激光器的真空室都是单层壳体密封结构， 真空室内外气压差较大，因而难以较长时间保持较高度的真空密封，激光器寿命不够长。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑、体积小，可分别局部拆卸安装，调整、操作方便，双层壳体密封，使用寿命较长的双层密封射频激励“Z”折叠波导(X)2激光器。本发明解决上述技术问题采用的技术方案是一种双层密封射频激励“Z”折叠波导CO2激光器，其设有壳体、壳盖、折叠波导放电系统、激光谐振腔镜、电微调器、气阀、射频接头，壳体是由底、前端壁、后端壁、左侧壁、右侧壁构成的开口向上的长方形整体箱，上开口安装有壳盖，折叠波导放电系统置于壳体内，若干个激光谐振腔镜分别密封固定在壳体的前端壁、后端壁外侧光孔上，射频接头、电微调器置于壳体的左侧壁外，电微调器、射频接头、折叠波导放电系统由密封穿过壳体左侧壁的若干条电线连接，气阀密封固定在壳体的右侧壁外侧的气孔上，其特征是所述壳体的前端壁、后端壁、左侧壁、右侧壁外侧分别相应设有前凹槽、后凹槽、左凹槽、右凹槽，壳体外侧的各个相邻凹槽之间的槽壁上设有互相连通的串气孔，前凹槽、后凹槽、左凹槽、右凹槽外部密封安装有相应的前端板、后端板、左侧板、右侧板，壳体分别与前端板、后端板、左侧板、右侧板之间形成封闭环形夹层空间；前端板或后端板上与激光谐振腔镜的输出镜相对应位置设有光孔并密封安装有激光输出窗，左侧板上设有电孔并在其外部密封安装有射频接头，右侧板上与壳体右侧壁上气阀相对应位置设有圆形气孔，密封固定在壳体右侧壁的气阀穿过圆形气孔，向外伸出右侧板，右侧板上还密封安装有第二气阀。本发明所述壳体上壳盖的外围设有矩形环状凸台，矩形环状凸台上密封安装一外盖，壳盖与外盖之间形成盖部夹层空间，壳体上矩形环状凸台里侧设有若干个通气孔，盖部夹层空间通过通气孔与环形夹层空间连通，构成整个外真空室。本发明所述前端壁、后端壁和前端板、后端板之间分别安装有0型密封圈，左侧壁、右侧壁和左侧板、右侧板之间分别安装有0型密封圈，并用螺钉压紧。本发明所述壳盖、外盖和壳体之间也分别安装有0型密封圈并用螺钉压紧。本发明所述气阀的外圆柱面与右侧板上圆形气孔的内圆柱面之间夹紧安装有0 型密封圈，形成可拆卸密封。本发明采用上述组成结构，壳体和壳盖之间构成内真空室，壳体与前端板、后端板、左侧板、右侧板之间构成环形外真空室；盖部夹层空间通过通气孔与环形夹层空间连通，进而构成整个外真空室，对激光器核心部件形成了双层密封，对照现有技术，本发明结构紧凑、体积小，可分别局部拆卸安装调整电路和激光谐振腔，调整、操作方便，双层壳体密封，延长激光器寿命，是一种理想的双层密封射频激励“Z”折叠波导(X)2激光器。


下面结合附图对本发明做进一步说明。图1是本发明组成结构示意图。图2是本发明横向剖面示意图。图3是本发明纵向剖面示意图。图中标号是1.壳体，2.壳盖，3.折叠波导放电系统，4.激光谐振腔镜，5.电微调器，6.气阀，7.射频接头，8.前凹槽，9.后凹槽、10.左凹槽，11.右凹槽、12.前端板、13.后端板，14.左侧板，15.右侧板，16.串气孔，17.矩形环状凸台，18.外盖，19.通气孔，40.光孔，41.激光输出窗，60.圆形气孔，61.第二气阀安装孔，62.第二气阀，70.电孔。
具体实施例方式从图1、图2、图3可以看出，本发明一种双层密封射频激励“Z”折叠波导(X)2激光器，设有壳体1、壳盖2、折叠波导放电系统3、激光谐振腔镜4、电微调器5、气阀6、射频接头 7等。壳体1是由底、前端壁、后端壁、左侧壁、右侧壁构成的开口向上的长方形整体箱，壳体 1可由铝合金或其它固体材料制做。壳体1上开口安装有壳盖2，折叠波导放电系统3置于壳体1内，若干个激光谐振腔镜4分别密封固定在壳体1的前端壁、后端壁外侧光孔上，射频接头7、电微调器5置于壳体的左侧壁外，电微调器5、射频接头7、折叠波导放电系统3由密封穿过壳体1的左侧壁的若干条电线连接，构成放电电路。气阀6密封固定在壳体1的右侧壁外侧的气孔上。本发明所述壳体1的前端壁、后端壁、左侧壁、右侧壁外侧分别相应设有前凹槽8、 后凹槽9、左凹槽10、右凹槽11，壳体1外侧的各个相邻凹槽之间的槽壁上设有互相连通的串气孔16。前凹槽8、后凹槽9、左凹槽10、右凹槽11外部密封安装有相应的前端板12、后端板13、左侧板14、右侧板15，壳体1分别与前端板12、后端板13、左侧板14、右侧板15之间形成封闭凹槽空间，也就是形成环形夹层空间，构成了环形外真空室。前端板12或后端板13上与激光谐振腔镜4的输出镜相对应位置设有光孔40并密封安装有激光输出窗41， 左侧板14上设有电孔70并在其外部密封安装有射频接头7 ；右侧板15上与壳体1右侧壁上气阀6相对应位置有圆形气孔60，气阀6穿过右侧板15上的圆形气孔70向外伸出，气阀6的外圆柱面与右侧板15上圆形气孔60的内圆柱面之间夹紧密封0型圈，可拆卸密封；右侧板15上还设有第二气阀安装孔61，并密封安装有第二气阀62。本发明所述壳体1上开口位置环绕壳盖2的外围设有矩形环状凸台17，壳体1与矩形环状凸台17是一体的，矩形环状凸台17上密封安装一外盖18，壳盖2与外盖18之间有空隙，壳盖2与外盖18之间形成盖部夹层空间。壳体1上位于矩形环状凸台17内边沿里侧有若干个竖向向下的通气孔19，通过通气孔19，盖部夹层空间与前凹槽8、后凹槽9、左凹槽10、右凹槽11形成的环形夹层空间连通，构成整个外真空室。本发明所述的前端板12、后端板13、左侧板14、右侧板15、壳盖2、外盖18的密封安装是压0型密封圈，并用螺钉压紧。具体地所述前端壁、后端壁和前端板12、后端板13之间分别安装有0型密封圈，左侧壁、右侧壁和左侧板14、右侧板15之间分别安装有0型密封圈，并用螺钉压紧。所述壳盖2、外盖18和壳体1之间也分别安装有0型密封圈并用螺钉压紧。激光谐振腔镜3、激光输出窗41的密封安装可以是压0型密封圈，并用金属环加螺钉压紧。本发明所述壳盖2、前端板12、后端板13、左侧板14、右侧板15、外盖18都是由铝合金等材料制做。本发明所述气阀6的外圆柱面与右侧板上圆形气孔的内圆柱面之间夹紧安装有0 型密封圈，形成可拆卸密封。本发明激光谐振腔镜3分别固定在前凹槽8、后凹槽9内，电微调器5、电线密封部件固定在左凹槽10内。本发明安装和工作过程是壳体四壁上的各个电线、气阀、激光谐振腔镜都密封安装固定，再用壳盖1压O型圈密封固定在壳体1上开口上形成内真空室。调整谐振腔镜4、 电微调器5、使折叠波导放电系统3和激光谐振腔达到最佳状态并输出激光后再加装各侧板12、13、14、15和外盖18，第二气阀62、外输出窗41、射频源接头7都分别与各个相应侧板用0型圈密封。在壳体1的右壁上的气阀6穿过右侧板15上相应位置处的圆形气孔60向外伸出并使气阀5与圆形气孔60之间可拆卸密封，这样就可以在侧板之外通过气阀6对内真空室抽气或充气。外盖8盖在壳体1上开口处矩形环状凸台17之上，压0型圈密封，壳体1外的各凹槽内空间相互之间由串气孔16连通，各凹槽8、9、10、11内空间再由通气孔19与壳盖2 和外盖18之间空间连通形成外层真空室。因为需要调整激光谐振腔镜3的方向，可能导致激光谐振腔镜3压0型圈的压力不均，因而仅有单层壁密封的真空室容易漏气。外层真空室侧板不仅开孔少而且没有需要调整方向的激光谐振腔腔镜4，侧板上的各个0型密封圈受压力能够均勻，因而本发明所述的双层壳密封的真空室不容易漏气。通过气阀6对壳体1内真空室抽真空并充激光工作物质气体，待激光器正常工作后，再通过第二气阀62对外层真空室抽真空并充相同激光工作物质气体。内外真空室之间近似无气压差，外真空室与外界空间之间有气压差。待激光器工作或存放较长时间之后外真空室可能会与外界之间有微量漏气，外真空室内的激光工作物质气体的气压会微量变化。这样内外真空室之间会有微量气压差，内外真空室之间可能会有微量漏气，但即使漏气对内层真空室激光工作物质气体的质量好坏影响也会是很微小的。因为外真空室内的激光工作物质气体质量仅仅是微量变差，因而本发明大大延缓了内真空室的缓慢漏气，大大延长了激光器寿命。经过在相同条件下的实验比较，仅用壳体1内真空室工作的激光器的寿命明显低于本发明所述激光器的寿命。当需要调整激光谐振腔时可以局部拆卸掉前端板12前或后端板13进行调整激光谐振腔镜的方向。当需要调整放电系统电路时可以局部拆卸掉左侧板14调整电路微调器 5或局部拆卸掉两层上盖调整壳体内部的电路。射频源也可以分别通过壳体左右两侧壁输入到折叠波导放电系统中。本发明即实现了双层壳体真空密封延长激光器寿命，又可以方便的局部拆卸调整电路和激光谐振腔，而且还具有激光器结构紧凑、体积小的优点。本发明双层壳体真空密封的基本结构也适用于其它种类的气体激光器。
权利要求
1.一种双层密封射频激励“Z”折叠波导(X)2激光器，其设有壳体、壳盖、折叠波导放电系统、激光谐振腔镜、电微调器、气阀、射频接头，壳体是由底、前端壁、后端壁、左侧壁、右侧壁构成的开口向上的长方形整体箱，上开口安装有壳盖，折叠波导放电系统置于壳体内，若干个激光谐振腔镜分别密封固定在壳体的前端壁、后端壁外侧光孔上，射频接头、电微调器置于壳体的左侧壁外，电微调器、射频接头、折叠波导放电系统由密封穿过壳体左侧壁的若干条电线连接，气阀密封固定在壳体的右侧壁外侧的气孔上，其特征是所述壳体的前端壁、后端壁、左侧壁、右侧壁外侧分别相应设有前凹槽、后凹槽、左凹槽、右凹槽，壳体外侧的各个相邻凹槽之间的槽壁上设有互相连通的串气孔，前凹槽、后凹槽、左凹槽、右凹槽外部密封安装有相应的前端板、后端板、左侧板、右侧板，壳体分别与前端板、后端板、左侧板、右侧板之间形成封闭环形夹层空间；前端板或后端板上与激光谐振腔镜的输出镜相对应位置设有光孔并密封安装有激光输出窗，左侧板上设有电孔并在其外部密封安装有射频接头， 右侧板上与壳体右侧壁上气阀相对应位置设有圆形气孔，密封固定在壳体右侧壁的气阀穿过圆形气孔，向外伸出右侧板，右侧板上还密封安装有第二气阀。
2.根据权利要求1所述双层密封射频激励“Z”折叠波导(X)2激光器，其特征是所述壳体上壳盖的外围设有矩形环状凸台，矩形环状凸台上密封安装一外盖，壳盖与外盖之间形成盖部夹层空间，壳体上矩形环状凸台里侧设有若干个通气孔，盖部夹层空间通过通气孔与环形夹层空间连通，构成整个外真空室。
3.根据权利要求1所述双层密封射频激励“Z”折叠波导(X)2激光器，其特征是所述前端壁、后端壁和前端板、后端板之间分别安装有0型密封圈，左侧壁、右侧壁和左侧板、右侧板之间分别安装有0型密封圈，并用螺钉压紧。
4.根据权利要求1所述双层密封射频激励“Z”折叠波导(X)2激光器，其特征是所述气阀的外圆柱面与右侧板上圆形气孔的内圆柱面之间夹紧安装有0型密封圈，形成可拆卸密封。
5.根据权利要求2所述双层密封射频激励“Z”折叠波导(X)2激光器，其特征是所述壳盖、外盖和壳体之间也分别安装有0型密封圈，并用螺钉压紧。
全文摘要
本发明涉及一种双层密封射频激励“Z”折叠波导CO2激光器，壳体是长方箱体，其与上部壳盖构成内真空室，折叠波导放电系统置于壳体内，所述壳体外壁外侧分别相应设有凹槽，壳体外侧的各个相邻凹槽之间的槽壁上设有互相连通的串气孔，各凹槽外部密封安装有相应的前端板、后端板、左侧板、右侧板，壳体分别与前端板、后端板、左侧板、右侧板之间形成封闭环形夹层空间，构成外真空室。内外真空室充以相同气压的相同激光工作气体，两者气压差近似为零，因而延缓漏气。本发明即延长了激光器寿命，又可以方便的局部拆卸调整电路和激光谐振腔，而且还具有激光器结构紧凑、体积小的优点。
文档编号H01S3/03GK102340095SQ201110306088
公开日2012年2月1日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者孙剑峰, 孙正和, 李琦, 王骐, 田兆硕 申请人:哈尔滨工业大学(威海)