气体激光器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种气体激光器(1)，其包括：多个放电管(3)，所述多个放电管通过一些角块和中间块(4，5，14)彼此连接，其中在这些角块中分别设置有至少一个用于激光射束(6，10)的射束引导的镜元件(7，8，9)，其中这些角块和中间块(4，5，14)设置在谐振器框(17)上，其中所述谐振器框(17)具有至少一个冷却通道(21)，其中所述谐振器框(17)实施为铸件。
【专利说明】气体激光器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种气体激光器。
【背景技术】
[0002] 气体激光器、尤其是所要求保护的类型的C02激光器例如通过TruFlow系列已知。 其包括多个放电管，这些放电管通过一些角块和中间块彼此连接，其中在这些角块中分别 设置有至少一个用于激光射束的射束引导的镜元件。角块和中间块设置在谐振器框上，其 中所述谐振器框具有一个冷却通道或多个冷却通道。
[0003] 气体激光器、尤其是co2激光器具有折叠的、优选方形的激光谐振器，在所述激光 谐振器中激光射束在一个或多个重叠放置的、平行的平面中方形地折叠，为此在每一个平 面中设置有镜元件，所述镜元件通常放置在四个角块中。在这些角块之间设置有放电管， 所述放电管具有用于激励激光气体的电极。激光气体能够由例如可以构造为径向鼓风机 (madial^bllse)的压力源经过输送线路输送给角块，其中在输送线路中通常设置有热交 换器的一个冷却通道或多个冷却通道，以便在进入角块之前并且因此在射束引导空间中冷 却激光气体。激光气体循环通过抽吸线路连通，通过所述抽吸线路从放电管中抽出经加热 的激光气体并且将其输送至径向鼓风机。在此，激光气体的抽吸通过中间块实现，所述中间 块分别设置在角块之间。角块与中间块固定在方形的谐振器框上，所述谐振器框被冷却通 道穿过。
[0004] 谐振器框通常由抗腐蚀的不锈钢构成。由于不锈钢的机械特性和物理特性，不仅 谐振器框的制造而且设置在所述谐振器框中的冷却通道的制造伴随着相对较高的材料成 本和制造成本以及相对费事的制造方法。由不锈钢制成的谐振器框的精加工也是相对耗时 且成本较高的。角块和中间块通常由铝或者铝合金构成。由于如下事实：谐振器框和角块 和中间块具有不同的热导率值，在温度波动的情况下可能出现导致激光谐振器的失准的机 械应力。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的任务为，提供一种可以低成本地制造的气体激光器。
[0006] 所述任务通过以下气体激光器、优选C02激光器来解决。
[0007] 根据本实用新型的气体激光器包括多个放电管，所述多个放电管通过一些角块和 中间块彼此连接，其中在这些角块中分别设置有至少一个用于激光射束的射束引导的镜元 件，其中这些角块和中间块设置在谐振器框上，其中所述谐振器框具有至少一个冷却通道， 其中所述谐振器框实施为铸件。
[0008] 与例如切削制造方法、例如铣削相比，作为铸件（Gussk0rper )制造谐振器框具 有相对较小的制造开销或者相对较小的制造成本。优选地，谐振器框具有一行空腔,所述空 腔通过分别在方形框的侧面中央的区域中交叉的接板限界。所述接板分别在方形谐振器框 的角区域中十字形地、沿谐振器框的侧面星形地设置。所述空心结构使谐振器框稳定。同 时，通过所述方式实施的谐振器框的重量相对较小。谐振器框实施为铸件能够实现相对低 成本地并且以较小的开销制造所述空心结构。
[0009]在本实用新型的一种优选实施方式中，气体激光器包括由具有至少isowAmK)的 热导率的材料制造的谐振器框。通过相对较高的热导率确保将谐振器框的热变形保持在较 低水平上。
[0010]在一种特别优选的实施方式中，气体激光器包括由铝或者由铝合金构成或者包括 铝或者铝合金的谐振器框。铝具有如下优点：其由于其机械特性和物理特性可以比不锈钢 更容易地并且因此也成本更低地进行加工。此外，其具有特别高的热导率。通过选择铝或 铝合金作为用于谐振器框的材料以及通过流经谐振器框的一个或多个冷却通道的冷却介 质的冷却，在很大程度上防止谐振器框的热变形。这能够实现谐振器框的均匀的温度调节。 所述谐振器框到处具有相同的温度水平。同样，谐振器框的温度保持恒定，优选恰好保持在 ±0.5°c上。在一种实施方式中，固定在谐振器框上的角块和中间块由铝构成。当谐振器框 以及角块和中间块由具有不同热膨胀系数的或者具有不同热导率值的材料构成时，较大的 温度波动可能导致角块和中间块在谐振器框上滑动，这可能导致光学系统的失准。当两个 元件由相同的材料构成并且近似具有相同的温度时，在很大程度上避免了以上情况。
[0011] 在一种特别优选的实施方式中,在铸件中一体地成形一个或多个冷却通道。这具 有以下优点：能够在很大程度上无泄漏地冷却谐振器框，因为避免由多部件构造的冷却通 道的部分区段。
[0012] 在一种特别优选的实施方式中，冷却通道包括铸入谐振器框中的管路元件。与通 过切削的方法、例如打孔制造的冷却通道相比，这具有以下优点：使生产成本或者生产开销 较低。
[0013] 优选地，至少一个冷却通道由防腐蚀的材料、优选由不锈钢制造。这能够实现谐振 器框的无泄漏的冷却并且由此在总体上提高气体激光器的过程可靠性。这样的冷却通道能 够整合到所有的或者几乎所有的激光器冷却循环中。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1以截面示图示出具有折叠的激光谐振器的co2气体激光器的实施例的俯视 图，
[0015] 图2示出图1中的C02气体激光器的透视图，
[0016] 图3示出谐振器框的实施例的俯视图，
[0017] 图4以截面示图示出图3中的谐振器框的俯视图。
【具体实施方式】
[0018] 在图1中和在图2中示出的C02气体激光器1具有方形折叠的激光谐振器2,所述 激光谐振器具有四个彼此连接的激光放电管3,这些激光放电管通过角块4、5彼此连接。在 激光放电管3的轴线方向上延伸的激光射束6用点划线示出。角块4中的转向镜7用于将 激光射束6分别转向90°。在这些角块中的一个角块5中设置有一个反射镜 8和一个部分 透射的耦合输出镜9。反射镜8构造成高反射的并且以180°反射激光射束6,从而以相反 的方向重新通过激光放电管3。
[0019] 激光射束6的一部分在部分透射的耦合输出镜9处从激光谐振器2中耦合输出， 其余部分留在激光谐振器2中并且重新通过激光放电管3。通过耦合输出镜9从激光谐振 器2中耦合输出的激光射束在图1中用10表示。
[0020] 在折叠的激光谐振器2的中央设置有径向鼓风机11作为用于激光气体--在此 C02的压力源，所述径向鼓风机通过用于激光气体的输送壳体12与角块4、5连接。在角块 4、5之间在中间设置有激光谐振器2的中间块14,所述中间块与抽吸壳体13连接，所述抽 吸壳体13用于从激光谐振器2中抽吸激光气体以及反馈给径向鼓风机11。激光放电管3内 部的激光气体的流动方向以及输送壳体与抽吸壳体12、13中的激光气体的流动方向在图1 中通过箭头说明。激光气体的激励通过电极15实现，所述电极与激光放电管3邻近地设置 并且与未示出的高频发生器连接。作为高频发生器可以使用例如具有激励频率为13. 56MHz 或27. 12MHz的电子管发生器或晶体管发生器。壳体4、5以及14固定在谐振器框17上。壳 体4、5和14优选由铝制造。
[0021] 图3示出这种谐振器框17的结构。角块或中间块4、5、14安装在连接法兰18或 19上。谐振器框17通过铸造方法优选由铝制造。谐振器框17具有空心结构，其中一行十 字形或星形设置的接板将谐振器框17的外侧彼此连接。当重量相对较小时，这使振器框17 稳定。此外，谐振器框17具有在很大程度上对称的两件式结构，其中划分平行于基面X延 伸。在所述平面X中，两个在很大程度上平行延伸的冷却通道 21铸入谐振器框17中（图 4)。通过位于其中的冷却介质的冷却与铝的良好导热性共同实现谐振器块17的均匀的温 度调节。由于其耐腐蚀性，冷却通道21能够应用在激光谐振器 2的所有冷却循环中。优选 地，冷却通道21沿着谐振器框17的整个周边延伸，其中进口和出口设置在角块4、5中的一 个角块的区域中。在一个实施例中，冷却通道21由彼此接合的部分冷却通道元件组成。然 而在一个特别优选的实施例中，冷却通道作为连续的管路元件一体地实施。
【权利要求】
1. 一种气体激光器（1)，其包括： 多个放电管（3)，所述多个放电管通过一些角块和中间块（4,5,14)彼此连接，其中， 在这些角块中分别设置有至少一个用于激光射束出，1〇)的射束引导的镜元件（7,8,9)，其 中，这些角块和中间块（4,5,14)设置在谐振器框（17)上，其中，所述谐振器框（17)具有至 少一个冷却通道（21)， 其特征在于， 所述谐振器框（17)实施为铸件。
2. 根据权利要求1所述的气体激光器（1)，其中，所述谐振器框（17)由具有至少150W/ mK的热导率的材料制造。
3. 根据权利要求1或2所述的气体激光器（1)，其中，所述谐振器框（17)包括铝或铝 合金。
4. 根据权利要求1或2所述的气体激光器（1)，其中，所述至少一个冷却通道（21) - 体地在所述铸件中成形。
5. 根据权利要求1或2所述的气体激光器（1)，其中，所述至少一个冷却通道（21)包 括至少一个管路元件，所述至少一个管路元件铸入所述铸件中。
6. 根据权利要求1或2所述的气体激光器（1)，其中，所述至少一个冷却通道（21)由 防腐蚀的材料制造。
7. 根据权利要求1或2所述的气体激光器（1)，其中，所述谐振器框（17)由铝或铝合 金构成。
8. 根据权利要求6所述的气体激光器（1)，其中，所述至少一个冷却通道（21)由不锈 钢制造。
【文档编号】H01S3/02GK204067840SQ201320897488
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2012年12月15日
【发明者】T·策勒, F·魏尔 申请人:通快激光与系统工程有限公司