一种玻璃管激光器的密封结构的制作方法

本实用新型涉及一种玻璃管激光器的密封结构，属于玻璃管激光器技术领域。

背景技术：

在激光器家族中，二氧化碳气体激光器的输出波长在红外波段9.2–10.6微米，多数材料包括陶瓷、塑料、玻璃、金属等对这一波长范围内的光波均有较高的的吸收率。同其它种类的激光器相比，二氧化碳激光器还具有高的性能价格比，优良的光束质量，是材料加工与处理领域中最常用的激光器。在低功率二氧化碳激光器市场上，密封型射频激励金属管和直流玻璃管激光器是两种主要结构的二氧化碳激光器。射频激励全金属管激光器具有优异的光学性能，寿命长，可靠性高，但生产工艺复杂，成本高。相反，玻璃管二氧化碳激光器的生产成本低，性能比金属管差，寿命短。

制约玻璃管二氧化碳激光器性能和寿命的一个重要因素是它的密封性差。通常，用于光学支撑与调节的端部法兰是由金属制成。同金属管的金属与金属间的密封相比，玻璃管激光器的玻璃管与金属法兰间的密封属于异种材料间的密封，其工艺难度远远大于金属间的密封，而且，密封效果差。

目前，玻璃管激光腔与端部金属法兰的密封方式主要有两种，一种是所谓的软密封，即在玻璃和金属之间用化学胶合的方法密封，该法简单，成本的低，产率高，但密封效果差，尤其当腔内含有氦等气体时，这种密封结构的渗透率高，而且，胶中的有机物会逐渐老化，从而成为腔内混合气体的潜在污染源。另外一种密封方式即硬密封，通常要在较高的温度下进行。将金属和玻璃管同时加热到一定的温度，金属与玻璃之间也可加入连接剂，金属与玻璃表面通过扩散而形成冶金连接。该方法密封效果好，但要求金属与玻璃有相匹配的热膨胀系，工艺要求严格，废品率高。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，加工安装方便，成本低的玻璃管激光器的密封结构。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种玻璃管激光器的密封结构，包括玻璃管、金属法兰及密封盖，所述金属法兰与所述密封盖固定连接，所述金属法兰及密封盖的内部设有用于安装所述玻璃管的腔室，所述玻璃管的端部设有玻璃管台肩，所述金属法兰上设有与所述玻璃管台肩相配合的法兰台阶，所述金属法兰与所述密封盖的内侧设有密封槽，所述密封槽设置在所述玻璃管的外侧，所述密封槽内设有密封件，所述密封件包括金属环及金属铟，所述金属环的高度大于所述密封槽的高度。

本实用新型的有益效果是：利用玻璃管顶部与金属法兰的端部形成的密封槽，通过密封盖与金属法兰连接形成的压力，金属铟受到挤压，使金属铟因受挤压而在玻璃管顶部和金属法兰端部形成密封，由于铟是一种柔软的银灰色金属，具有熔点低，延展性好，质地软，可塑性强的特点，密封槽的设计限定了金属铟的变化范围，金属环与玻璃管和金属法兰的紧密接触有效的限制了金属法兰的横向移动，满足了金属法兰稳定性的要求，从而避免由此引起的光学系统的失调。故金属环与金属铟的配合用于玻璃管激光腔的密封，不仅能提高密封的效率和产率，而且能有效阻止光学系统的失调，从而提高产品的寿命和可靠性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述金属环的截面为O型或U型结构。

采用上述进一步方案的有益效果是，能放置在密封槽内，能承受金属法兰与密封盖固定连接的过程的压力，能将力传至金属铟，在金属环的压力下，金属铟填充在密封槽内，实现玻璃管与金属法兰端部永久密封，O型或U型结构其底部呈弧形结构利于对金属铟施力，同时金属铟在金属环、玻璃管及金属法兰形成的密封空腔内变形，金属铟变形对玻璃管及金属法兰端部形成很好的密封。

进一步的，所述金属铟设置在所述密封槽的底部。

采用上述进一步方案的有益效果是，仅需要少量的铟即可，金属铟在金属环底部，便于承受来自金属环的压力变形形成密封。

进一步的，所述密封盖通过螺栓与所述金属法兰连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，密封条及金属法兰上对应设有螺栓孔，通过螺栓实现金属法兰与密封盖的连接。

进一步的，所述密封盖通过螺杆与所述金属法兰连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，密封盖及金属法兰上设有用于安装螺杆的螺杆孔，螺杆穿过螺杆孔，其两端通过螺母进行固定实现密封盖与金属法兰的连接。

进一步的，所述密封盖与所述金属法兰螺纹连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，金属法兰上设有外螺纹，密封盖上对应设有内螺纹，螺纹连接不需要借助外来部件进行连接，连接方便快捷。

进一步的，所述密封盖采用金属材料制作而成。

进一步的，所述密封盖采用铝合金或不锈钢制作而成。

采用上述进一步方案的有益效果是，在密封盖与金属法兰连接过程，密封盖对金属环施力，密封盖采用金属，增加密封盖的支撑强度，避免其变形，密封盖采用铝合金或不锈钢取材及加工方便，强度高，且成本低。

进一步的，所述金属法兰采用铝合金或不锈钢制作而成。

采用上述进一步方案的有益效果是，取材及加工方便，强度高，且成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本实用新型实施例2的结构示意图；

图4为本实用新型实施例3的结构示意图；

图5为本实用新型实施例4的结构示意图；

图中，1、玻璃管；2、金属法兰；3、密封盖；4、法兰台阶；5、密封槽；6、金属环；7、金属铟；8、螺栓；9、螺杆；10、螺纹。

具体实施方式

以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1，如图1和图2所示，一种玻璃管激光器的密封结构，包括玻璃管1、金属法兰2及密封盖3，所述金属法兰与所述密封盖固定连接，所述金属法兰及密封盖的内部设有用于安装所述玻璃管的腔室，所述玻璃管的端部设有玻璃管台肩，所述金属法兰上设有与所述玻璃管台肩相配合的法兰台阶4，所述金属法兰与所述密封盖的内侧设有密封槽5，所述密封槽设置在所述玻璃管的外侧，所述密封槽内设有密封件，所述密封件包括金属环6及金属铟7，所述金属环的高度大于所述密封槽的高度。

所述金属环的截面为O型结构。放置在密封槽内，能承受金属法兰与密封盖固定连接过程的压力，能将力传至金属铟，在金属环的压力下，金属铟填充在密封槽内，实现玻璃管与金属法兰端部永久密封，O型结构其底部呈弧形结构利于对金属铟施力，同时金属铟在金属环、玻璃管及金属法兰形成的密封空腔内变形，金属铟变形对玻璃管及金属法兰端部形成很好的密封。

所述密封盖采用金属材料制作而成。所述密封盖采用铝合金或不锈钢制作而成。在密封盖与金属法兰连接过程，密封盖对金属环施力，密封盖采用金属，增加密封盖的支撑强度，避免其变形，密封盖采用铝合金或不锈钢取材及加工方便，强度高，且成本低。

所述金属法兰采用铝合金或不锈钢制作而成。取材及加工方便，强度高，且成本低。所述金属铟设置在所述密封槽的底部。仅需要少量的铟即可，金属铟在金属环底部，便于承受来自金属环的压力变形形成密封。

所述密封盖通过螺栓8与所述金属法兰连接。密封条及金属法兰上对应设有螺栓孔，通过螺栓实现金属法兰与密封盖的连接。

实施例2，如图3所示，所述金属环的截面为U型结构。能放置在密封槽内，能承受金属法兰与密封盖固定连接的过程的压力，能将力传至金属铟，在金属环的压力下，金属铟填充在密封槽内，实现玻璃管与金属法兰端部永久密封，U型结构其底部呈弧形结构利于对金属铟施力，同时金属铟在金属环、玻璃管及金属法兰形成的密封空腔内变形，金属铟变形对玻璃管及金属法兰端部形成很好的密封。

实施例3，如图4所示，所述密封盖通过螺杆9与所述金属法兰连接。密封盖及金属法兰上设有用于安装螺杆的螺杆孔，螺杆穿过螺杆孔，其两端通过螺母进行固定实现密封盖与金属法兰的连接。

实施例4，如图5所示，所述密封盖与所述金属法兰螺纹10连接。金属法兰上设有外螺纹，密封盖上对应设有内螺纹，螺纹连接不需要借助外来部件进行连接，连接方便快捷。

金属法兰台阶与密封盖之间形成密封槽，密封槽在玻璃管的外部，玻璃管外是一个O型金属环或C/U型金属环，金属环的宽度与密封槽的宽度相适配，金属环的高度稍大于密封槽的高度，O型环的截面直径应稍大于密封槽的高度，将密封用的金属铟置于密封槽的底部，然后，通过螺丝或螺杆或螺纹将密封盖与法兰连接起来。连接过程中金属环受力变形，金属铟受到挤压，从而在玻璃管和金属法兰的端部间形成永久的密封，同时，O型金属环与玻璃管和金属法兰的紧密接触有效的限制了金属法兰的横向移动，从而避免由此引起的光学系统的失调。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。