射频激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及CO2射频激光器设备技术领域，具体涉及一种CO2射频激光器。
【背景技术】
[0002]射频激励扩散冷却板条波导CO2激光器被称为第四代气体激光器，以独特的优势如:体积小、重量轻、结构紧凑、安装方便(可直接安装在工业机器的臂上，门式切割机的横梁上)、封离运行、免维护、低成本、调制特性优良、光电转换效率搞、输出光束质量高、功率稳定性优异、运行可靠性高和使用寿命长等逐渐受到人们的青睐，市场对于高功率板条CO2激光器的需求也越来越大，因此关于板条波导CO2激光器的研究将成为气体激光发展的重要创新方向。
[0003]目前的板条电极CO2射频激光器的相关核心技术主要还是被国外相关机构垄断，目前可以生产稳定CO2射频激光器的公司在国际上只有四家，即相干、新锐、罗芬、宙斯。在C02激光器的生产过程中，存在如下弊端；
[0004]—、电极的设计至关重要，是激光器的核心部分，它的相关参数对最后激光器的性能至关重要，所以电极的设计可以说是CO2激光器设计过程中最重要的一个环节。传统0)2射频激光器电极在电极进行精加工安装后，电极之间的距离就无法再调整，而电极之间的距离直接关乎激光的产生，根据实际需要电极之间的距离可能需要进一步优化调整，这就需要重新拆装激光器腔体，甚至有时要修改激光器中相关器件的尺寸参数，使用非常不方便；
[0005]二、传统采用双柱面镜整形系统对正支腔射频板条CO2激光器进行整形。两个柱面镜对波导方向的光束进行扩束准直，整形后的光束两个方向上的光束半宽与发散角基本一致。这种整形系统结构简单、易于安装，一直到现在还广泛的用在气体和固体板条激光器中。但是其远场分布不是近基模高斯分布，在非稳方向上存在旁辦。这会导致光束在非稳方向的光束质量不如波导方向的光束质量好。双柱面镜整形系统没有提升输出光束的光束质量。如果加工的精度与质量对激光光束质量要求比较高，这种带有旁瓣的光束显然是不合适的
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种CO2射频激光器，首先克服目前市场上传统的CO2射频激光器电极在电极进行精加工安装后，电极之间的距离就无法再调整，当电极需要优化调整，则需要重新拆装激光器腔体甚至要修改相关器件的尺寸参数，由于激光器腔体为真空腔体，属于精密部件，上述调整方式不但需要借助专业器械和人员，而且会影响激光器腔体的精度，其次克服目前市场CO2射频激光器光路系统的不足，实现对光路的整形，能很好的消除光束的旁瓣，从而提高加工精度。
[0007]本发明通过以下技术方案实现:
[0008]—种C02射频激光器，包括激光器腔体(I)、整形腔体(2)，其特征在于:所述激光器腔体(I)设置有上电极(13)、下电极(14)，上电极(13)、下电极(14)之间通过匹配电感(15)连接，所述激光器腔体(I)两侧对称固定设置有端盖(12)，下电极(14)通过底板(16)与激光器腔体(I)底部内壁固定，固定下电极(14)底板(16)的两侧对称设置有用于固定谐振腔输出镜(115)的安装架(112)，激光器腔体(I)上端一侧设置有窗口镜(116)，上电极(13)设置有高度调节装置；
[0009]所述的高度调节装置包括一组呈直角三角形设置的上调节滑块(17)、下调节滑块(18)，上调节滑块(17)、下调节滑块(18)的斜面相对设置，且整体呈矩形形状，上调节滑块(17)与下调节滑块(18)的一侧直角边均设置有调节螺杆(110)，调节螺杆(110)与激光器腔体(I)两侧对称设置的端盖(12)可调连接；
[0010]所述下调节滑块(18)底部两侧通过对称设置的绝缘瓷片(19)与上电极(13)上表面连接，上电极(13)沿长度方向侧端的中央位置设置有射频信号连接座(111);
[0011]所述整形腔体(2)包括平面反射镜(21)、球面聚焦镜(22)、空间滤波器(23)、柱面镜(24)以及球面准直镜(25);
[0012]所述激光器腔体(I)内上电极(13)、下电极(14)产生的激光束依次通过其内设置的谐振腔输出镜(115)、窗口镜(116)进入整形腔体(2)，激光束进入整形腔体(2)依次通过平面反射镜(21)、球面聚焦镜(22)、空间滤波器(23)、柱面镜(24)以及球面准直镜(25)进行整形。
[0013]本发明进一步技术改进方案是:
[0014]所述绝缘瓷片(19)厚度为0.2mm。
[0015]本发明进一步技术改进方案是:
[0016]所述上电极(13)、下电极(14)沿长度方向侧端的对应位置均匀设置有多个电感插孔(113)，上电极(13)、下电极(14)之间通过匹配电感(15)连接，上电极(13)、下电极(14)上分别对应设置有电感插孔，匹配电感(15)设置于每组上下对应的电感插孔(113)内。
[0017]本发明进一步技术改进方案是:
[0018]所述上电极(13)与激光器腔体(I)上部内壁之间设置有调整间隙(114)。
[0019]本发明进一步技术改进方案是:
[0020]所述上电极(13)、下电极(14)、上调节滑块(17)、下调节滑块(18)以及底板(16)均由铝材料制成。
[0021 ]本发明进一步技术改进方案是:
[0022]所述窗口镜(I16)采用金刚石材料制成。
[0023]本发明与现有技术相比，具有以下明显优点:
[0024]—、本发明激光器腔体内主要结构由放电极板，底板，调节滑块组成，放电结构由两个金属铝电极构成，两对上下极板沿长度方向并行放置，上极板和下极板之间由绝缘瓷片如三氧化二铝陶瓷隔开，构成波导侧壁，上电极和下电极的间距可以通过真空腔体两侧的调节螺杆进行调节，配合相应的谐振腔，形成矩形的放电增益空间，此种电极结构十分方便腔体和电极的安装，另外可以在腔体外部实现电极之间距离的调整；
[0025]二、本发明下面是激光器的腔体，腔体上方是整形腔体，激光由激光器腔体中的板条电极激发产生，经过激光腔输出到整形腔，经过整形腔整形后产生满足相关要求的激光束，整形后的光束在传输8000mm的距离内两个方向上的束宽非常接近。两个方向上光束半宽差值一直保持在0.1mm以内。同时，在8000mm的传输距离内光束半宽变化小，其最大值与最小值相差不超过0.6mm。可以认为整形后的光束在8000mm的范围内是准直光束，而8000mm的范围能够满足绝大多数激光加工系统的需要
【附图说明】
[0026]图1为本发明系统结构不意图；
[0027]图2为本发明激光器腔体结构示意图；
[0028]图3为本发明空间滤波器结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]如图1、2、3所示，本发明包括激光器腔体1、整形腔体2，所述激光器腔体I设置有上电极13、下电极14，上电极13、下电极14之间通过匹配电感15连接，所述激光器腔体I两侧对称固定设置有端盖12，下电极14通过底板16与激光器腔体I底部内壁固定，固定下电极14底板16的两侧对称设置有用于固定谐振腔输出镜115的安装架112，激光器腔体I上端一侧设置有窗口镜116，上电极13设置有高度调节装置；
[0030]所述的高度调节装置包括一组呈直角三角形设置的上调节滑块17、下调节滑块18，上调节滑块17、下调节滑块18的斜面相对设置，且整体呈矩形形状，上调节滑块17与下调节滑块18的一侧直角边均设置有调节螺杆110，调节螺杆110与激光器腔体I两侧对称设置的端盖12可调连接；
[0031]所述下调节滑块18底部两侧通过对称设置的绝缘瓷片19与上电极13上表面连接，所述绝缘瓷片19厚度为0.2mm，上电极13沿长度方向侧端的中央位置设置有射频信号连接座 111;
[0032]所述整形腔体2包括平面反射镜21、球面聚焦镜22、空间滤波器23、柱面镜24以及球面准直镜25;
[0033]所述激光器腔体I内上电极13、下电极14产生的激光束依次通过其内设置的谐振腔输出镜115、窗口镜116进入整形腔体2，激光束进入整形腔体2依次通过平面反射镜21、球面聚焦镜22、空间滤波器23、柱面镜24以及球面准直镜25进行整形。
[0034]所述上电极13、下电极14沿长度方向侧端的对应位置均匀设置有多个电感插孔113，上电极13、下电极14之间通过匹配电感15连接，上电极13、下电极14上分别对应设置有电感插孔，匹配电感15设置于每组上下对应的电感插孔113内。
[0035]所述上电极13与激光器腔体I上部内壁之间设置有调整间隙114。
[0036]所述上电极13、下电极14、上调节滑块17、下调节滑块18以及底板16均由铝材料制成。
[0037]所述窗口镜116采用金刚石材料制成。
[0038]如图2所示，激光器腔体I为激光器腔体，由6063-T5铝材整体拉制而成，后经过加工中心进行精加工；
[0039]端盖12为激光器前后端盖，和真空腔体I一起形成密封腔，端盖和腔体之间采用铟丝密封；
[0040]上电极13为激光