一种高稳定性的封离型二氧化碳激光器制造技术

本发明专利技术涉及激光器领域，特别涉及一种高稳定性的封离型二氧化碳激光器，包括由外向内依次套设的储气管、水冷管和放电管，所述储气管两端分别设置有反射镜片和输出镜片，所述储气管上设置有与所述水冷管相接通的进水管和出水管，所述水冷管为包括有内层水冷管和外层水冷管的双层结构，所述内层水冷管与所述外层水冷管接通，所述进水管和出水管分别与所述内层水冷管和外层水冷管接通，所述进水管与所述出水管设置在所述水冷管的同一端。由于进水管和出水管的变形对储气管圆柱度的影响降低，所以可以使用恒温精度较低的恒温装置，进而降低成本；甚至可以直接省去恒温装置，进一步的降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器
本专利技术涉及激光器领域，特别涉及一种回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器。
技术介绍
由于二氧化碳激光器有比较大的功率和比较高的能量转换效率，谱线也比较丰富，在10微米附近有几十条谱线的激光输出，在工业、军事、医疗、科研等方面都得到了广泛的应用。目前的二氧化碳激光器，通常包括有放电管、套设在放电管外部的水冷管，套设在水冷管外部的储气管、设置在放电管两端的电极、以及设置在储气管两端的输出窗和反射窗，反射窗包括有反射镜片和反射镜片冷却装置，输出窗包括有输出镜片和输出镜片冷却装置，在放电管内充以二氧化碳气体和其它辅助气体；当在电极上加高电压时，放电管中产生辉光放电，经反射镜片和输出镜片反射后形成激光束，从输出镜片中射出得到最终的激光束。在目前的二氧化碳激光器中，为了使放电管得到良好的冷却，水冷管内的冷却水需要保证具有较高的流速与激光器外部的冷却水进行交换，水冷管的两端分别设置一个进水管和出水管，进水管的一端穿过储气管与水冷管内部接通，另一端置于储气管的外部与冷却水水源接通，出水管的一端穿过储气管与水冷管内部接通，另一端置于储气管的外部也与水源接通，这样在水源与冷却管之间形成循环水，在激光器工作时，将冷却水从进水管泵入水冷管内，冷却水经水冷管后从出水管回流到外部水源，进而实现水冷管内冷却水的循环，由于储气管内充有二氧化气体和其它辅助气体，储气管必须被良好的密闭，所以，进水管和出水管在与水冷管和储气管的连接处都必须完全的封闭，所以进水管和出水管相当于被固定在冷却管和储气管上。当激光器工作时，冷却水从进水管进入到水冷管内，经水冷管后从出水管流出，由于冷却水与进水管、出水管之间存在温度差，当冷却水进入到进水管内时，由于进水管与储气管和水冷管固定连接，进水管位于储气管与水冷管之间的部分相当于两端被分别固定连接在储气管和水冷管上，当冷却水进入到进水管后，由于热胀冷缩，位于储气管与水冷管之间的部分在长度上发生变化，进而推动或者拉动储气管，同理，出水管处的储气管也被出水管推动或者拉动，这两个力在储气管上形成弯矩，使储气管发生弯曲，而二氧化碳激光器的输出镜片和反射镜片分别设置在储气管的两端端部，所以反射镜片与输出镜片的正对齐精度降低，直接降低了激光器输出激光的稳定性。而且，当冷却水进入到水冷管后，由于水冷管与冷却水之间的温度差，水冷管的长度会发生变化，由于进水管和出水管位于储气管的两端，并且分别于储气管的两端固定连接，所以当水冷管伸长或者缩短时，也会拉扯储气管，导致储气管的圆柱度降低，进而导致反射镜片和输出镜片的对齐精度降低，也降低了激光器输出激光的稳定性。另外，在冷却水对放电管进行冷却时，需要保证冷却水在水冷管内高速流动，所以需要使水冷管与放电管之间具有较小的间隙，进而导致水冷管具有较小的直径，当水冷管长度较长时，由于水冷管的直径较小，所以水冷管的抗弯强度低，容易发生弯曲，影响水冷管内的放电管的直度，进一步的降低了激光器输出激光的稳定性。所以，为了降低由于冷却水与进水管和出水管之间较长距离的温度变化而带来的不利影响，目前采用的方法是在冷却水源处设置恒温装置，即将冷却水设置在恒温装置内，以此降低冷却水的温度变化量，使进水管和出水管之间的温度恒定，进而降低进水管和出水管由于温度差而带来的变形。但是，采用恒温装置后，首先就是极大的提高了制作成本，其次使得二氧化碳激光器的使用更加复杂、体积增大，不方便搬移运输，另外，采用这种方式，激光器的精度较大程度上取决于恒温装置的精度，但是目前恒温装置难以做到完全处于恒温状态，所以激光器的激光束输出质量的稳定性依然不高。所以，目前亟需一种结构简单，制作成本低，并且具有良好激光束输出质量的回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有二氧化碳激光器存在的上述不足，提供了一种结构简单，制作成本低，并且具有良好激光束输出质量的回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器，包括由外向内依次套设的储气管、水冷管和放电管，所述储气管两端分别设置有反射镜片和输出镜片，所述储气管上设置有与所述水冷管相接通的进水管和出水管，所述水冷管为包括有内层水冷管和外层水冷管的双层结构，所述内层水冷管与所述外层水冷管接通，所述进水管与所述内层水冷管接通，所述出水管与所述外层水冷管接通，所述进水管与所述出水管设置在所述水冷管的同一端。将水冷管设置为包括内层水冷管和外层水冷管的双层结构，进水管与内层水冷管接通，出水管与外层水冷管接通，进水管和出水管设置在水冷管的同一端，虽然进水管和出水管依然会因与冷却水之间的温差而发生形变而推动或者拉动储气管，但是由于进水管和出水管设置在水冷管的同一端，进水管和出水管轴向距离近，进而降低了储气管受到的弯矩，使得储气管的变形量减小，进而提高了激光器的精度，提高了激光器输出激光束的质量；另外，由于进水管和出水管位于水冷管的同一端，当冷却水进入到水冷管内，水冷管伸长或者缩短时，不再拉扯储气管，所以不影响反射镜片和输出镜片的精度，也提高了激光器输出激光束的质量；同时，由于进水管和出水管的变形对储气管圆柱度的影响降低，所以可以使用恒温精度较低的恒温装置，进而降低成本；甚至可以直接省去恒温装置，进一步的降低成本，并且简化激光器的结构；另外由于采用了双层水冷管的结构，为了保证冷却水在冷却放电管时具有较高的流速，只需要保证内层水冷管与放电管之间具有较小的间隙即可，而对外层水冷管与内层水冷管之间的间隙却没有要求，所以可以相应的提高外层水冷管的直径，以提高水冷管的抗弯强度，保证激光器的稳定性。作为本专利技术的优选方案，所述进水管与所述出水管沿所述储气管的径向上的夹角≤90°。当进水管与出水管沿储气管的径向上的夹角≤90°时，进水管和出水管在发生形变时，进水管对水冷管的施力与出水管对水冷管的施力不存在相互抵消的分力，所以，当进水管与出水管沿储气管的径向上的夹角≤90°时，水冷管朝进水管和出水管施力的合力方向发生位移，虽然水冷管会发生一定的位移，但是储气管所受到的力却较进水管与出水管沿所述储气管的径向上的夹角≥90°时的要小，所以储气管发生的形变也量就减小，进而进一步的降低了由于进水管和出水管与冷却水之间的温度差产生形变而对反射镜片与输出镜片对齐精度的影响，也就进一步的提高了激光器的精度和稳定性，使得在不使用恒温装置的情况下，激光器依然具有高的精度和稳定性。作为本专利技术的优选方案，所述进水管与所述出水管沿所述储气管的径向上相互垂直。使进水管与出水管之间有足够的间隙，方便激光器的生产加工。作为本专利技术的优选方案，所述内层水冷管与所述外层水冷管的接通位置为远离所述进水管和出水管的端部。使内层水冷管内的冷却水都能处于流动状态，保证对放电管的冷却效果。作为本专利技术的优选方案，所述内层水冷管一端与所述放电管密闭连接，另一端呈敞开的悬空状，所述外层水冷管两端分别与所述放电管两端密封连接并将所述内层水冷管包覆在内。使冷却水能够无阻碍的从内层水冷管流动到外层水冷管内。作为本专利技术的优选方案，所述外层水冷管与所述储气管之间间隔设置有若干第一支撑架，所述第一支撑架的内侧与所述外层水冷管外壁相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高稳定性的封离型二氧化碳激光器，包括由外向内依次套设的储气管、水冷管和放电管，所述储气管两端分别设置有反射镜片和输出镜片，所述储气管上设置有与所述水冷管相接通的进水管和出水管，其特征在于，所述水冷管为包括有内层水冷管和外层水冷管的双层结构，所述内层水冷管与所述外层水冷管接通，所述进水管和出水管分别与所述内层水冷管和外层水冷管接通，所述进水管与所述出水管设置在所述水冷管的同一端。

【技术特征摘要】
1.一种回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器，包括由外向内依次套设的储气管、水冷管和放电管，所述储气管两端分别设置有反射镜片和输出镜片，所述储气管上设置有与所述水冷管相接通的进水管和出水管，其特征在于，所述水冷管为包括有内层水冷管和外层水冷管的双层结构，所述内层水冷管与所述外层水冷管接通，所述进水管与所述内层水冷管接通，所述出水管与所述外层水冷管接通，所述进水管与所述出水管设置在所述水冷管的同一端。2.根据权利要求1所述的回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述进水管与所述出水管沿所述储气管的径向上的夹角≤90°。3.根据权利要求2所述的回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述进水管与所述出水管沿所述储气管的径向上相互垂直。4.根据权利要求1所述的回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述内层水冷管与所述外层水冷管的接通位置为远离所述进水管和出水管的端部。5.根据权利要求1-4任意一项所述的回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述内层水冷管一端与所述放电管密闭连接，另一端呈敞开的悬空状，所述外层水冷管两端分别与所述放电管两端密封连接并将所述内层水冷管包覆在内。6.根据权利要求1所述的回流方式冷却的高稳定性二氧化碳激光器，其特征在于，所述外层水冷管与所述储气管之间间隔设置有若干第一支撑架...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷卫援，
申请(专利权)人：成都微深科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51