CN101527421A - 一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管，包括垂直进气部分、水平直管和水平出气部分，所述垂直进气部分由垂直进气管和鼓筒状内层管以及外层管组成；外层管套在内层管外，它们之间构成水平封闭夹层；在夹层内的内层管管壁上设有一个小孔，正对着小孔的外层管管壁上封装一根金属阳极针；所述水平出气部分由套在水平直管部分尾部外面的且与其同轴的外管构成，外管的外端为敞口状；水平直管尾部末端外周套一个同轴金属阴极环；与阴极环对应的外管管壁上封装引出电极柱。本发明可以形成充分、有效的湍流，具有气体增益介质流场分布均匀、对称饱满和注入电功率高等优点，从结构上保证了放电管中稳定的大体积辉光放电。

Description

一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管

技术领域

本发明涉及一种激光器放电玻璃管，具体为一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管。

背景技术

放电玻璃管是轴快流气体激光器的核心单元之一，在放电玻璃管进气口和出气口处分别设置有阳极和阴极。一旦在阴、阳电极之间加上高电压，就会在放电玻璃管中形成气体放电通道，放电等离子体在外置风机的作用下快速通过放电区，注入到放电等离子体中的电功率，一部分转换为激光功率输出，另一部分转化为热能使气体温度升高，放电所产生的高温气体经过热交换器进行冷却后重复循环使用，以降低运行成本并得到较高的光电转化效率。放电玻璃管中等离子体的大体积均匀性和稳定可靠性，直接决定了输出激光的光束质量和激光器的整机性能。而放电玻璃管的具体结构对放电均匀性和稳定性有着直接的影响。

图1所示是典型的传统十字型放电玻璃管结构，由垂直进气部分1、水平直管2和出气口部分3组成。进气管4的端口同时也是阳极针的安装部位；与进气管4对称的端口为预电离电极安装部位；水平直管部分2是辉光放电区域，也是激光增益振荡放大区域；出气口部分3的外面临接阴极环；水平直管2的轴线5与进气管4的轴线6相交，是一种轴对称进气方式，这种放电玻璃管存在气体湍流不充分及增益介质流场分布不均匀的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种可以形成充分、有效的湍流，具有气体增益介质流场分布均匀、对称饱满和注入电功率高的用于轴快流气体激光器的一体化结构的放电玻璃管。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管，包括与垂直进气部分1、水平直管2和水平出气部分3，其特征在于：所述垂直进气部分由垂直布置的进气管4和位于水平直管前部的鼓筒状内层管8以及外层管9组成；内层管与水平直管前端同轴连接，外层管9套在内层管8外，它们之间构成水平封闭夹层；进气管4与上述水平封闭夹层相通，在夹层内的内层管管壁上设有一个小孔10，正对着小孔10的外层管管壁上封装一根金属阳极针11；所述水平出气部分3由套在水平直管部分尾部12外面的且与其同轴的外管13构成，外管13的外端为敞口状，水平直管尾部外端面较外管外端面内缩一段距离；水平直管尾部末端外周套一个同轴金属阴极环14，阴极环的内径大于水平直管尾部末端外径；与阴极环对应的外管管壁上封装引出电极柱15，该引出电极柱与阴极环焊接在一起。

在上述方案中，所述内层管8和外层管9的纵向长度均大于进气管4的外径，小于两倍进气管4的外径。

在上述方案中，所述鼓筒状内层管8的最大内径为水平直管2内径的1.3～1.8倍。

在上述方案中，所述小孔10的直径为￠5～15mm。

在上述方案中，所述金属阳极针的轴线7位于正对着小孔10的外层管管壁法线上，针尖位于小孔10的中心附近，金属阳极针的轴线7与进气管4的轴线6夹角α为0～90°。

在上述方案中，所述水平直管尾部12末端为角度不大于10°的喇叭口。

在上述方案中，所述水平直管2与水平出气部分3的外管13连接部位水平圆弧过渡；垂直进气部分1的外层管9与水平直管2连接部位圆弧过渡。

本发明所述的放电玻璃管明显有别于传统的十字型放电管中的轴对称进气方式，可以形成充分、有效的湍流，因此具有气体增益介质流场分布均匀、对称饱满和注入电功率高等优点，从结构上保证了放电管中稳定的大体积辉光放电，这样也就为得到理想的对称均匀和稳定可靠的输出激光光束质量提供了保障，可以提高激光功率30％以上。

附图说明

图1是一种传统轴对称十字型放电玻璃管的结构示意图；

其中，图1(a)为纵向侧视图；

图1(b)为图1(a)中M-M剖面图；

图2是本发明所述实施例结构示意图；

其中图2(a)为纵向侧视图；

图2(b)为图2(a)中A-A剖面图；

图2(c)为图2(a)B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图2所示，本实施例提供的放电玻璃管的具体结构包括以下几部分：垂直进气部分1，同时也是阳极针的安装部位；水平直管2是辉光放电区域，也是激光增益振荡放大区域；水平出气部分3，同时也是阴极环的安装部位。

所述垂直进气部分由垂直布置的进气管4和位于水平直管前部的鼓筒状内层管8以及外层管9组成；内层管与水平直管前端同轴连接，外层管9套在内层管8外，它们之间构成水平封闭夹层，所述内层管8和外层管9的纵向长度均大于进气管4的外径，小于两倍进气管4的外径，所述鼓筒状内层管8的最大内径为水平直管2内径的1.3～1.8倍，垂直进气部分1的外层管9与水平直管2连接部位圆弧过渡。进气管4与上述水平封闭夹层相通，在夹层内的内层管管壁上设有一个小孔10，所述小孔10的直径为￠5～15mm，正对着小孔10的外层管管壁上封装一根金属阳极针11，针尖位于小孔10的中心附近，所述金属阳极针的轴线7位于正对着小孔10的外层管管壁法线上，金属阳极针的轴线7与进气管4的轴线6夹角α为0～90°。所述水平出气部分3由套在水平直管部分尾部12外面的且与其同轴的外管13构成，外管13的外端为敞口状，水平直管尾部外端面较外管外端面内缩一段距离，所述水平直管尾部12末端为角度不大于10°的喇叭口，所述水平直管2与水平出气部分3的外管13连接部位水平圆弧过渡。水平直管尾部末端外周套一个同轴金属阴极环14，阴极环的内径大于水平直管尾部末端外径；与阴极环对应的外管管壁上封装引出电极柱15，该引出电极柱与阴极环焊接在一起。

Claims (7)

1、一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管，包括与垂直进气部分(1)、水平直管(2)和水平出气部分(3)，其特征在于：所述垂直进气部分由垂直布置的进气管(4)和位于水平直管前部的鼓筒状内层管(8)以及外层管(9)组成；内层管与水平直管前端同轴连接，外层管(9)套在内层管(8)外，它们之间构成水平封闭夹层；进气管(4)与上述水平封闭夹层相通，在夹层内的内层管管壁上设有一个小孔(10)，正对着小孔(10)的外层管管壁上封装一根金属阳极针(11)；所述水平出气部分(3)由套在水平直管部分尾部(12)外面的且与其同轴的外管(13)构成，外管(13)的外端为敞口状，水平直管尾部外端面较外管外端面内缩一段距离；水平直管尾部末端外周套一个同轴金属阴极环(14)，阴极环的内径大于水平直管尾部末端外径；与阴极环对应的外管管壁上封装引出电极柱(15)，该引出电极柱与阴极环焊接在一起。

2、根据权利要求1所述的一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管，其特征是所述内层管(8)和外层管(9)的纵向长度均大于进气管(4)的外径，小于两倍进气管(4)的外径。

3、根据权利要求1所述的一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管，其特征是所述鼓筒状内层管(8)的最大内径为水平直管(2)内径的1.3～1.8倍。

4、根据权利要求1所述的一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管，其特征是所述小孔(10)的直径为￠5～15mm。

5、根据权利要求1所述的一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管，其特征是所述金属阳极针的轴线(7)位于正对着小孔(10)的外层管管壁法线上，针尖位于小孔(10)的中心附近，金属阳极针的轴线(7)与进气管(4)的轴线(6)夹角α为0～90°。

6、根据权利要求1所述的一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管，其特征是所述水平直管尾部(12)末端为角度不大于10°的喇叭口。

7、根据权利要求1所述的一种用于轴快流气体激光器的一体化放电玻璃管，其特征是所述水平直管(2)与水平出气部分(3)的外管(13)连接部位水平圆弧过渡；垂直进气部分(1)的外层管(9)与水平直管(2)连接部位圆弧过渡。

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