一种微型激光腔及气体激光器的制作方法

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种微型激光腔及气体激光器。

背景技术：

采用放电激励工作制式的气体激光器，激光腔工作在密闭条件下，要求激光腔中的工作气体循环流动快速通过放电腔，并对因放电而使温度升高的气体实施冷却以保持工作稳定。因此在激光腔中须有使工作气体循环流动的风机及冷却的换热器，如图1所示。风机16、换热器14和18及气体导流装置13、15、17和19占有激光腔的大部分空间，使激光腔结构复杂，体积和重量庞大，故障点多。而且，激光器还需设有制冷机组来产生冷却用的冷源。

技术实现要素：

本发明提供了一种微型激光腔及气体激光器，其目的是为了降低激光腔的体积和重量，简化结构，减少故障点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微型激光腔，其特征在于，包括高压气源、气体稳压控制器、喷咀装置、放电腔和排气装置，所述高压气源的输出端与气体稳压控制器的输入端连接，所述气体稳压控制器的输出端与所述喷咀装置的输入端连接，所述喷咀装置的输出端与所述放电腔的输入端连接，所述放电腔的输出端与所述排气装置连接；

其中，所述高压气源内储备有工作气体；所述气体稳压控制器对工作气体进行压力和流量调节；所述喷咀装置控制工作气体均匀流入放电腔；所述排气装置将放电后的工作气体排出激光腔外；所述喷咀装置与所述排气装置根据所述放电腔内的压力大小分别控制进气与出气流量，将所述放电腔内的压力稳定在预设范围内。

优选地，所述气体稳压控制器包括用于对工作气体进行压力控制的压力控制器、用于对工作气体进行流量调节的流量调节器。

更优选地，所述气体稳压控制器还包括稳压阀，所述稳压阀的一端连接所述高压气源，所述稳压阀的另一端经所述压力控制器连接所述流量调节器，所述流量调节器连通喷咀装置。

优选地，所述排气装置末端设置回收装置，所述回收装置对放电后的工作气体进行回收。

本发明还提供一种气体激光器，包含上述微型激光腔。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明提供一种没有风机、换热器的微型激光腔，工作气体通过气源的压力作用经气体稳压控制器与专用喷咀装置均匀流入放电腔，放电后的工作气体经排气装置直接排到激光腔外。本发明可大幅度降低激光腔的体积和重量，激光器结构简化后使故障点减少，使激光器整机实现小型化、轻量化，提高了激光器的机动性、可靠性和实用性。

采用本发明形成的微型激光腔与原有结构比较，解决了因必须设置风机、换热器及导流装置而使激光腔结构复杂、体积和重量庞大、故障点多的问题，可使激光腔体积减少80％以上，重量减少70％以上。由于工作气体不是循环使用，故也无需采取冷却措施，因此也减除了制冷机组，从而使激光器整机的体积重量都可减少40％以上，其机动性、可靠性与实用性等都大为增加。

附图说明

图1为大功率气体激光器典型激光腔结构示意图；

图2为本发明提供的微型激光腔的结构示意图。

附图标记说明：11、壳体；12、放电腔、13、15、17、19、气体导流装置；14、18、换热器；16、风机、1、高压气源；2、气体稳压控制器；3、喷咀装置；4放电腔；5、排气装置。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实施例1

本发明提供的微型激光腔如图2所示，包括高压气源1、气体稳压控制器2、喷咀装置3、放电腔4和排气装置5，高压气源1的输出端与气体稳压控制器2的输入端连接，所述气体稳压控制器2的输出端与喷咀装置3的输入端连接，所述喷咀装置3的输出端与放电腔4的输入端连接，所述放电腔4的输出端与排气装置5连接。

高压气源1内储备有一定量的工作气体，通过压力使工作气体进入气体稳压控制器2内。气体稳压控制器2包括用于对工作气体进行压力控制的压力控制器、用于对工作气体进行流量调节的流量调节器。气体稳压控制器2还包括稳压阀，稳压阀的一端连接所述高压气源1，所述稳压阀的另一端经压力控制器连接所述流量调节器，所述流量调节器连通喷咀装置。

随后工作气体由喷咀装置3放电需要的压力和流速均匀流入放电腔4内，在放电腔4内进行稳定放电。

放电后的工作气体由排气装置5排出激光腔外，排放至大气中。

喷咀装置3与排气装置5根据所述放电腔内的压力大小分别控制进气与出气流量，维持放电腔4内的压力稳定在预设范围。喷咀装置3与排气装置5在调节进气与出气流量时以不影响放电腔4气体流速与分布特性为前提，喷咀装置3与排气装置5相互配合，满足工作气体在激光腔4中稳定放电。

本发明提供的微型激光腔与图1所示的典型激光腔相比，没有风机、换热器的微型激光腔，工作气体通过气源的压力作用经气体稳压控制器与专用喷咀装置均匀流入放电腔，放电后的工作气体经排气装置直接排到激光腔外。因此，微型激光腔体积减少80％以上，重量减轻70％以上，大幅度降低激光腔的体积和重量，简化结构，减少故障点。由于工作气体不是循环使用，故也无需采取冷却措施，减少了制冷机组的使用，从而使激光器整机的体积重量都可减少40％以上，使激光器整机实现小型化、轻量化，提高了激光器的机动性、可靠性和实用性。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例在排气装置5的末端设置回收装置，回收装置对放电后的工作气体进行回收利用，在节约资源的同时，可减小对环境的影响。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种微型激光腔及气体激光器。微型激光腔包括依次连接的高压气源、气体稳压控制器、喷咀装置、放电腔和排气装置，所述高压气源内储备有工作气体；所述气体稳压控制器对工作气体进行压力和流量调节；所述喷咀装置控制工作气体按照预设的压力与流量值均匀流入放电腔；所述排气装置将放电后的工作气体排出激光腔外；所述喷咀装置与排气装置根据所述放电腔内的压力大小分别控制进气与出气流量，将所述放电腔内的压力稳定在预设范围内。本发明提供的微型激光腔相比传统典型激光腔，体积和重量大幅降低，结构简化后使故障点减少，使激光器整机实现小型化、轻量化，提高了激光器的机动性、可靠性和实用性。

技术研发人员：邵春雷;郭劲;陈飞;谢冀江;潘其坤
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：2018.12.25
技术公布日：2019.03.12