CN101022202A - 体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构，属于激光技术领域。本发明重点解决便于普及和推广、具有体积预电离功能，在高气压大体积气体激光器中能实现稳定均匀放电，并且放电光束质量好的激光电极结构。本发明特征在于，由阴极(1)、镇流介质(2)、主放电阳极(3)、绝缘介质(4)、预电离阳极(5)所构成。主放电阳极(3)、预电离阳极(5)为板条状，阴极(1)为改进型茹科夫斯基电极。每种电极由数块薄铜板所构成，并且每块薄铜板两面镀绝缘介质层。该发明在大功率横向激励气体激光器中被采用，主要满足工业用户激光焊接、激光切割和激光热处理等要求。
Description
技术领域
本发明提供一种体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构，属于激光技术领域。
背景技术
目前国内外均认为电子束预电离的气体激光器，是较佳方案。(美)G·贝克菲等，激光等离子体，庄国良泽，上海科学出版社，1981年12月(224-230)和李适民等，激光器件原理与设计，北京，国防工业出版社，1998年7月(99-100)。预电离源与主放电电场分开，可以调节放电参数使E/P控制在最佳激发数值上。电子束能均匀地体积预电离，达到所需电子密度。在高气压大体积放电中注入高能电子束，产生和维持放电电流所必需的电离度，对电子温度的变化不太敏感，能获得空间高度均匀性和稳定性。电子束预电离的主放电电极，阴极为网状，靠近电子枪窗口，阳极为板条状。
电子束预电离的主放电电极，由于电极尺寸有限，存在边缘效应，边缘处存在高场强，使电极边缘处出现弧光，激光器不能正常工作。电子束结构庞大、工艺复杂、价格昂贵、电子枪窗口极易损坏，并产生X射线，使电子束预电离的电极结构型式不便于普及和推广。
对于光致预电离的管板式电极、双放电式电极，由于预电离方向与主放电方向正交，即不是体积预电离，也不是表面预电离，预电离很不均匀效果差，应用在高气压大体积放电中，激光器不能稳定均匀放电，只能应用在中小功率激光器中。
发明内容
本发明重点解决便于普及和推广，有体积预电离功能，在高气压大体积放电中能实现稳定均匀放电，并且放电光束质量好的电极结构。
利用交变电磁场具有能量W＝1/2DE+1/2BH＝1/2ε E2+1/2μH2和无声放电工作原理，发明了便于普及和推广、有体积预电离功能的复合电极结构，其特征在于，由阴极(1)、镇流介质(2)、主放电阳极(3)、绝缘介质(4)、预电离阳极(5)所构成。一块镇流介质(2)和阴极(1)，在放电区域的一侧。另一块镇流介质(2)、主放电阳极(3)、绝缘介质(4)、预电离阳极(5)，在放电区域的另一侧，预电离阳极(5)处于最外侧。绝缘介质(4)在主放电阳极(3)和预电离阳极(5)之间。
主放电阳极(3)、预电离阳极(5)为板条状，其特征在于，电极尺寸要远大于放电区域尺寸，并且由绝缘介质(4)隔开。
阴极(1)为改进型茹科夫斯基电极，其特征在于，由放电区域向非放电区域要圆滑过渡，曲率半径要大，电场梯度要小。
本发明体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构，采取上述技术措施之后保留电子束预电离优点，实现均匀体积预电离。在高气压大体积气体激光器中实现稳定均匀放电，放电光束质量好，有利于实现大功率低阶模输出。克服了电子束预电离缺点，便于普及和推广，使用寿命长，有广阔发展前景的一种激光器电极结构。
附图说明
附图为本发明体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构。
图中1是阴极，2是镇流介质，3是主放电阳极，4是绝缘介质，5是预电离阳极。
具体实施方式
本发明提供一种体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构，其特征在于，由阴极(1)、镇流介质(2)、主放电阳极(3)、绝缘介质(4)、预电离阳极(5)所构成。一块镇流介质(2)和阴极(1)，在放电区域的一侧，另一块镇流介质(2)、主放电阳极(3)、绝缘介质(4)、预电离阳极(5)在放电区域的另一侧，预电离阳极(5)处于最外侧。
为了克服电极尺寸有限存在边缘效应，在边缘处存在高场强，容易引起弧光放电，影响激光器正常工作。主放电阳极(3)、预电离阳极(5)，其特征在于，电极为板条状，其电极尺寸要远大于放电区域尺寸。
为了实现大功率输出，注入电极更多功率，阴极(1)、主放电阳极(3)、预电离阳极(5)，其特征在于，每一种电极由数块薄铜板所构成，每块薄铜板两面镀绝缘介质层。
阴极(1)为改进型茹科夫斯基电极，目的使电场分布均匀，其特征在于，由放电区域向非放电区域要圆滑过渡，曲率半径要大，电场梯度较小。
Claims (3)
1、一种体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构，其特征在于：由阴极(1)、镇流介质(2)、主放电阳极(3)、绝缘介质(4)、预电离阳极(5)所构成。一块镇流介质(2)和阴极(1)，在放电区域一侧，另一块镇流介质(2)、主放电阳极(3)、绝缘介质(4)、预电离阳极(5)、在放电区域另一侧，预电离阳极(5)处于最外侧，绝缘介质(4)在主放阳极(3)和预电离阳极(5)之间。
2、根据权利要求1所述的体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构，其特征在于：主放电阳极(3)、预电离阳极(5)为板条状，电极尺寸要远大于放电区域尺寸，每种电极由数块薄铜板所构成，每块薄铜板两面镀绝缘介质层。
3、根据权利要求1所述的体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构，其特征在于：阴极(1)为改进型茹科夫斯基电极，由放电区域向非放电区域圆滑过渡，曲率半径要大，场强梯度要小，由数块薄铜板构成，每块薄铜板两面镀绝缘介质层。
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Publications (1)
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| CN 200710086415 Pending CN101022202A (zh) | 2007-03-08 | 2007-03-08 | 体积预电离高气压大体积稳定均匀放电的复合电极结构 |
Country Status (1)
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2007
- 2007-03-08 CN CN 200710086415 patent/CN101022202A/zh active Pending
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070822 |