一种应用于真空环境中的氦氖激光管制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于真空环境中的氦氖激光管，通过去离子冷却水冷却放电管和谐振腔以及应用真空馈通集成了高压电源接口，解决了氦氖激光管在10

【技术实现步骤摘要】
一种应用于真空环境中的氦氖激光管


[0001]本专利技术涉及激光管
，尤其涉及一种应用于真空环境中的氦氖激光管。

技术介绍

[0002]常规的氦氖激光管主要由放电管、谐振腔以及激光电源三部分构成，具体如下：放电管由放电毛细管、储气管和电极三部分组成。放电毛细管是发生气体和产生激光的区域。储气管的作用是加固谐振腔。电极由阳极和冷阴极构成。阳极用钨棒制成。冷阴极用镍、铅、钼制成。谐振腔由一块凹面反射镜和一块平面镜构成，凹面反射镜的反射率为100%，平面镜的反射率为98.5%。激光电源的参数为：直流电压为1100
‑
1300V，电流为5mA。
[0003]目前，常规的氦氖激光管无法应用于真空中，主要原因是：常规的氦氖激光管在真空中工作时，没有解决激光管的散热和高压供电的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种应用于真空环境中的氦氖激光管，以解决现有技术中激光管的散热和高压供电的技术问题，能够确保氦氖激光管在10
‑5Pa真空环境中至少能够运行30分钟，为多项聚变堆诊断进行真空环境下的空间位置标定和观测视角标定提供了重要的技术支撑。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种应用于真空环境中的氦氖激光管，包括：高压电源传输线、冷却水管、真空馈通、氦氖激光管、电源、真空腔室、水冷系统；所述高压电源传输线，适配于真空环境；所述真空馈通，用于集成高压电源接口以及冷水接口；所述氦氖激光管，包括放电管和谐振腔；所述电源，为所述放电管提供高压及电流，与所述真空馈通的电源接口连接；所述真空腔室，用于密封所述高压电源传输线、冷却水管、真空馈通、氦氖激光管；所述水冷系统，用于为所述氦氖激光管提供冷却水。
[0006]作为上述方案的改进，所述冷水接口包括进水口快接口和出水口快接口，所述进水口快接口和出水口快接口均保持较好的真空密封性。
[0007]作为上述方案的改进，所述高压电源接口包括正极和负极，所述正极和负极均采用陶瓷绝缘工艺，以保证高压传输的绝对安全性。
[0008]作为上述方案的改进，所述冷却水管为自由调节方位的不锈钢波纹管，所述冷却水管的材质为退磁316不锈钢。
[0009]作为上述方案的改进，所述水冷系统所提供冷却水为去离子冷却水。
[0010]作为上述方案的改进，所述真空腔室的极限真空为10
‑6Pa。
[0011]作为上述方案的改进，所述冷却水管的直径为4 mm，供水压力为2公斤。
[0012]作为上述方案的改进，所述去离子冷却水的水温设定为10℃
‑
15℃，水压为2公斤。
[0013]与现有技术相比，本专利技术实施例公开的一种应用于真空环境中的氦氖激光管，通过去离子冷却水冷却放电管和谐振腔以及应用真空馈通集成了高压电源接口，解决了氦氖激光管在10
‑5Pa的密封真空腔室中工作时的散热与高压供电问题，确保氦氖激光管在10
‑5Pa真空环境中至少能够运行30分钟，为多项聚变堆诊断进行真空环境下的空间位置标定和观测视角标定提供了重要的技术支撑，同时也能够为关键加热装置（NBI、ICRF、LHCD和ECRH）在真空环境下的空间定位提供重要的技术保障。
附图说明
[0014]图1是本专利技术实施例提供的一种应用于真空环境中的氦氖激光管的结构示意图；图 2是工作于真空腔室中的内腔式氦氖激光管结构图；图3是工作于密闭真空腔室中的氦氖激光管的电源结构图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]需要说明的是，本专利技术的术语“包括”和“具体”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0017]请参阅图1，图1是本专利技术实施例提供的一种应用于真空环境中的氦氖激光管的结构示意图，包括：高压电源传输线（1）和（2）、冷却水管（3）和（4）、真空馈通（5）、氦氖激光管（6）、电源（7）、真空腔室（9）、水冷系统（8）；所述高压电源传输线（1）和（2），适配于真空环境；所述真空馈通（5），用于集成高压电源接口以及冷水接口；所述氦氖激光管（6），包括放电管和谐振腔；所述电源（7），为所述放电管提供高压及电流，与所述真空馈通（5）的电源接口连接；所述真空腔室（9），用于密封所述高压电源传输线（1）和（2）、冷却水管（3）和（4）、真空馈通（5）、氦氖激光管（6）；所述水冷系统（8），用于为所述氦氖激光管（6）提供冷却水。
[0018]进一步的，所述冷水接口包括进水口快接口和出水口快接口，所述进水口快接口和出水口快接口均保持较好的真空密封性。
[0019]进一步的，所述高压电源接口包括正极和负极，所述正极和负极均采用陶瓷绝缘工艺，以保证高压传输的绝对安全性。
[0020]需要说明的是，应用10℃的去离子冷却水冷却放电管和谐振腔，解决氦氖激光管（6）（放电管和谐振腔）在10
‑5Pa的密闭真空腔室中工作时的散热问题。
[0021]氦氖激光管（6）的水冷结构需要解决的技术问题有：1、水冷馈通接口及冷却水回路的真空密封，确保整个冷却水回路的漏率低于10
‑
12
Pa.L/s；2、冷却水回路的优化布线，保证高效的散热。
[0022]采用去离子冷却水能够有效避免传统冷却水对冷却回路的腐蚀，从而有效降低冷却回路被堵塞，导致冷却效果下降的问题。此处通常也可以采用油冷的方式，但需要考虑以下因素：1、水的比热大约是油的两倍，因此给定体积的水比相同体积的油吸收更多的热量；2、性价比方面，水冷相对有竞争优势。
[0023]在10
‑5Pa密闭真空室中使用激光管时，需要提前15分钟开启水冷系统，提前冷却激光管，之后，激光管的冷却回路的温度会降至10℃。当激光管工作时，需要一直冷却激光管，待激光管工作结束后，关闭激光管电源，最后关闭冷却水系统。
[0024]在10
‑5Pa密闭真空室中使用激光管时，采用10℃
‑
15℃的冷却水均能冷却激光管，目前通常采用10℃的冷却水来进行冷却，以达到较好的冷却效果，防止激光管因过热而导致损坏。
[0025]应用真空馈通（5）（集成了高压电源接口）解决激光电源为放电管高压供电问题。
[0026]真空馈通（5）包括两个部分：1、冷水接口，包括进水口快接口以及出水口快接口，两个快接口均保持较好的真空密封性；2、高压电源接口，该高压电源接口包括正极和负极，正负极均采用陶瓷绝缘工艺，保证了高压传输的绝对安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于真空环境中的氦氖激光管，其特征在于，包括：高压电源传输线、冷却水管、真空馈通、氦氖激光管、电源、真空腔室、水冷系统；所述高压电源传输线，适配于真空环境；所述真空馈通，用于集成高压电源接口以及冷水接口；所述氦氖激光管，包括放电管和谐振腔；所述电源，为所述放电管提供高压及电流，与所述真空馈通的电源接口连接；所述真空腔室，用于密封所述高压电源传输线、冷却水管、真空馈通、氦氖激光管；所述水冷系统，用于为所述氦氖激光管提供冷却水。2.如权利要求1所述的应用于真空环境中的氦氖激光管，其特征在于，所述冷水接口包括进水口快接口和出水口快接口，所述进水口快接口和出水口快接口均保持较好的真空密封性。3.如权利要求1所述的应用于真空环境中的氦氖激光管，其特征在于，所述高压电源接口包括正极和负极，所述正极和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福地，符佳，张洪明，卢迪安，金仡飞，吕波，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：