CN102769246A

CN102769246A - 一种二氧化碳激光器

Info

Publication number: CN102769246A
Application number: CN2012102696155A
Authority: CN
Inventors: 李希勇; 周峰; 杜伯奇; 张延亮; 杨庆东; 苏伦昌; 澹台凡亮; 杨帆
Original assignee: Dazu Remanufacturing Co of Shandong Energy Machinery Group
Current assignee: Dazu Remanufacturing Co of Shandong Energy Machinery Group
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2012-11-07

Abstract

本发明提供一种二氧化碳激光器。该二氧化碳激光器包括：利用二氧化碳来产生激光的激光产生模块，与所述激光产生模块连接的、用于透过来自于激光产生模块的激光的窗口镜，以及与所述窗口镜连接的激光输出光路；并且，在邻近所述窗口镜的表面的位置上具有惰性气体输出装置。根据本发明的二氧化碳激光器，由于在邻近窗口镜的表面的位置上还具有惰性气体输出装置，该惰性气体输出装置可以吹扫窗口镜的表面，所以能够防止或者减缓二氧化碳激光器的窗口镜的表面污染，从而提高二氧化碳激光器的窗口镜的使用寿命。

Description

一种二氧化碳激光器

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳激光器，属于激光设备领域。

背景技术

二氧化碳激光器是以CO₂气体作为工作物质的气体激光器，不易造成工作介质的损害。

现有的二氧化碳激光器，通常包括利用二氧化碳来产生激光的激光产生模块，与所述激光产生模块连接的、用于透过来自于激光产生模块的激光的窗口镜，以及与所述窗口镜连接的激光输出光路。然而在通常的工作环境下，所述窗口镜的表面在二氧化碳激光器常时间工作过程中容易吸附灰尘，从而影响激光的能量密度，大量的灰尘吸附激光热量引起窗口镜炸裂。并且，二氧化碳激光器的窗口镜的造价昂贵，因此，一旦窗口镜需要更换，那么则需要付出较高的成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够阻止窗口镜吸附污染物的二氧化碳激光器。

具体地，本发明所提供的技术方案如下：

技术方案1.

一种二氧化碳激光器，包括：

利用二氧化碳来产生激光的激光产生模块，

与所述激光产生模块连接的、用于透过来自于激光产生模块的激光的窗口镜，

以及与所述窗口镜连接的激光输出光路；

其特征在于，

在邻近所述窗口镜的表面的位置上具有惰性气体输出装置。

技术方案2.

根据技术方案1所述的二氧化碳激光器，其改进之处在于，

在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体，

所述壳体的第一侧端与所述窗口镜相连，形成第一侧端的密封结构，

所述壳体的第二侧端为开口端。

技术方案3.

根据技术方案1所述的二氧化碳激光器，其改进之处在于，

在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体，

所述壳体的第二侧端为密闭端，

在所述壳体的侧壁上设置有出气口。

技术方案4.

根据技术方案1~3中任意一项所述的二氧化碳激光器，其改进之处在于，所述惰性气体输出装置为氮气输出装置。

技术方案5.

根据技术方案4所述的二氧化碳激光器，其改进之处在于，所述惰性气体输出装置的气体输出口的朝向平行于所述窗口镜的外表面。

技术方案6.

根据技术方案5所述的二氧化碳激光器，其改进之处在于，所述惰性气体输出装置的输出口紧邻所述窗口镜的外表面。

技术方案7.

根据技术方案1所述的二氧化碳激光器，其改进之处在于，所述激光输出光路包括两个以上的反射镜。

技术方案8.

根据技术方案7所述的二氧化碳激光器，其改进之处在于，所述反射镜为钼镜。

根据技术方案1的二氧化碳激光器，由于在邻近窗口镜的表面的位置上还具有惰性气体输出装置，该惰性气体输出装置可以吹扫窗口镜的表面，所以能够防止或者减缓二氧化碳激光器的窗口镜的表面污染，从而提高二氧化碳激光器的窗口镜的使用寿命。

根据技术方案2的二氧化碳激光器，由于在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体，并且形成了一端密封另一端敞开的结构，所以灰尘等污染物移动至窗口镜表面的距离进一步增加，所以能够有效地防止窗口镜的表面污染；而且，来自于所述惰性气体输出装置的惰性气体气流在不断地吹扫窗口镜，并且形成一个从窗口镜的表面开始朝向壳体的外部的气流，这样可以使得灰尘更加难以在壳体内部停留，从而进一步降低了窗口镜的表面被污染的几率。

根据技术方案3的二氧化碳激光器，由于在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体，并且该壳体的整体为密封的结构，只是在侧壁上开设有出气口，所以，在壳体外部的灰尘就更难进入到壳体的内部而去接近窗口镜的表面，这样可以降低窗口镜被污染的几率。另外，在技术方案3中，不仅仅是大致为密封的壳体结构，而且还具有惰性气体输出装置，当惰性气体输出装置工作时，惰性气体会源源不断地、持续不断地进入到壳体的内部并且吹扫窗口镜的表面，一方面防止窗口镜的表面免受灰尘污染，另一方面也能够使得壳体内部的气体源源不断地输出到壳体的外部，从而可以时刻保持壳体的气体是新的纯净的惰性气体。

在技术方案3中，密闭端的意思是，密闭端为透明材料制成的密闭端。该密闭端可以透过光但是不能够透过固体、液体、气体等有形物质。

根据技术方案4的二氧化碳激光器，由于作为制备氮气所用的原料的空气来源广泛，并且制备工艺简单，所以采用氮气输出装置。这样可以降低二氧化碳激光器在使用过程中的成本。

根据技术方案5的二氧化碳激光器，由于所述惰性气体输出装置的输出口的朝向平行于所述窗口镜的外表面，所以可以减少惰性气体的流动对窗口镜的外表面的损伤。

根据技术方案6的二氧化碳激光器，由于所述惰性气体输出装置的输出口紧邻所述窗口镜的外表面，所以可以在靠近窗口镜的外表面的区域，形成稳定的、平行于窗口镜的外表面的惰性气体气流，这样的话，可以减少由于气流的紊流而将外部的灰尘等污染物吸到窗口镜的外表面上，从而起到进一步降低外表面被污染的几率。

根据技术方案7和8的激光器，所述激光输出光路包括多个反射镜，可以使得激光改变方向，达到预定的照射方向。对于反射镜，优选使用钼镜。

附图说明

图1是本发明的第一种实施方式的二氧化碳激光器的组成示意图。

图2是本发明的第一种实施方式的二氧化碳激光器的工作原理图。

图3是本发明的第一种实施方式的惰性气体的气体流动方式的示意图。

图4是本发明的第一种实施方式的改进形式的惰性气体的气体流动方式的示意图。

图5是本发明的第二种实施方式的二氧化碳激光器的组成示意图。

图6是本发明的第三种实施方式的二氧化碳激光器的组成示意图。

图7是图6中的窗口镜附件区域的放大图。

附图中的各标号分别表示：

1——激光产生模块，2——窗口镜，3——激光输出光路，4——惰性气体输出装置，5——壳体，301——钼镜，501——出气口。

具体实施方式

为了使得本领域的技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式进行详细说明。

第一种实施方式

请参见图1，图1是本发明的第一种实施方式的二氧化碳激光器的示意图。在该实施方式中，二氧化碳激光器包括利用二氧化碳来产生激光的激光产生模块1，与所述激光产生模块连接的、用于透过来自于激光产生模块的激光的窗口镜2，以及与所述窗口镜连接的激光输出光路3；并且，在邻近所述窗口镜的表面的位置上具有惰性气体输出装置4。其中，可以认为，本发明的技术与现有技术的主要区别在于，在窗口镜的表面的位置上具有惰性气体输出装置4。这里需要说明的是，在本发明中，“在邻近所述窗口镜的表面的位置上”是指，在邻近所述窗口镜的表面附近，并且从所述惰性气体输出装置出来的惰性气体能够吹扫所述窗口镜的表面。对于邻近所述窗口镜，意思是指，从所述惰性气体输出装置出来的惰性气体能够吹扫所述窗口镜的表面。至于从惰性气体出来的气流方向与所述窗口镜的表面之间的夹角，可以在0°～90°的范围内自由选择，优选为0°～45°，更优选为0°～30°，最优选为0°～15°。并且，在最优选的方式中，如果从惰性气体出来的气流方向与所述窗口镜的表面之间的夹角为0°，并且惰性气体输出装置的气体输出口的侧面抵靠在窗口镜的外表面上，那么将是更加优选的。在本发明中，窗口镜的外表面是指激光穿出而离开窗口镜的表面。

对于激光产生模块1，在本发明中并没有特别的要求。主要是能够利用二氧化碳来产生激光的激光产生模块即可。激光产生模块1可以采用现有技术中的激光产生模块。在现有技术中，有些人认为激光产生模块1是包含窗口镜2的，也有些人认为激光产生模块1是不包含窗口镜2的。在本发明中，采用了后一种认为方式或者说表达方式，但是在本发明中也只是为了表达的清楚和简便而采用这种描述方式。应该说，本发明的技术重点不在于，激光产生模块1和窗口镜2自身结构的变化，而是在于如前所述的在窗口镜2的表面附近还具有惰性气体输出装置。

另外，对于所述窗口镜连接的激光输出光路3，在本发明中也没有特别的要求。只要是能够进行输送激光即可。通常情况下，会起到使得激光光路方向改变的作用。如图1所示，激光发生了多次变向。在图1中，激光输出光路3包括三个钼镜301。对于钼镜的数量，在本发明中也没有特别的要求，优选具有两个以上的钼镜。

在本实施方式中，惰性气体输出装置为氮气输出装置。对于氮气输出装置的优点在前文已经述及，在此不再赘述。

下面说明本发明的技术方案的工作原理。

请参见图2，图2是本发明的第一种实施方式的二氧化碳激光器的工作原理图。首先，在激光产生模块1产生激光，激光沿着箭头方向前进，透过窗口镜2，继续行进，经过钼镜301的三次反射，形成射出激光，射出激光可以作用于操作工件等物体。在图2中工件并未示出。其中，在窗口镜2的表面，可以看出，从惰性气体输出装置4出来的惰性气流，可以吹扫窗口镜2的表面，防止灰尘的污染物的靠近，从而达到保护窗口镜2的目的。

对于窗口镜2附近的惰性气体流动的示意图，还可以参见图3。图3是本发明的第一种实施方式的惰性气体的气体流动方式的示意图。在图3中，惰性气体的气流方向大致平行于窗口镜2的外表面。另外，惰性气体的气流方向（即，惰性气体输出装置的气体输出口的朝向）与窗口镜的表面的夹角，还可以为多种角度。例如，40°、30°、20°等。只要能够满足吹扫窗口镜2的目的，角度可以从0°到90°任意进行选择。

关于惰性气体输出装置到窗口镜的外表面的距离，优选为10mm以下，更优选为3mm以下，最优选为0mm，也就是说最优选的实施方式是，惰性气体输出装置的气体输出口的侧面紧贴在窗口镜的外表面上。

关于惰性气体输出装置的个数，可以为两个，如图3所示。也可以为一个，如图4所示。图4是本发明的第一种实施方式的改进形式的惰性气体的气体流动方式的示意图。在图4中，惰性气体输出装置的个数为一个即可，并且输出的惰性气体的气流不会发生碰撞而产生紊流，因此，可以以较为平稳的气流吹扫窗口镜的表面。

第二种实施方式

请参见图5，图5是本发明的第二种实施方式的二氧化碳激光器的组成示意图。第二种实施方式相对于第一种实施方式的改进之处在于，在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体5，所述壳体的第一侧端与所述窗口镜相连，形成第一侧端的密封结构，所述壳体的第二侧端为开口端。在图5中，壳体的第一侧端就是壳体的右侧端，壳体的第二侧端就是壳体的左侧端。

需要说明的是，在本发明中，“在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体”，的实质含义是指，惰性气体输出装置的气体输出口位于壳体内部即可。其原理在于，壳体5只需要能够包裹惰性气体的输出装置的气体输出口，就可以增加从外部来的灰尘等污染物移动至窗口镜表面的距离。

第三种实施方式

请参见图6，图6是本发明的第三种实施方式的二氧化碳激光器的组成示意图。第三种实施方式相对于第一种实施方式的改进之处在于，在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体5，所述壳体的第一侧端与所述窗口镜相连，形成第一侧端的密封结构，所述壳体的第二侧端为密闭端，在所述壳体的侧壁上设置有出气口501。为了更清楚的看清楚壳体的侧壁，请参见图7，图7是图6中的窗口镜附件区域的放大图。

由于在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体，并且该壳体的整体为密封的结构，只是在侧壁上开设有出气口，所以，在壳体外部的灰尘就更难进入到壳体的内部而去接近窗口镜的表面，这样可以降低窗口镜被污染的几率。另外，在技术方案3中，不仅仅是大致为密封的壳体结构，而且还具有惰性气体输出装置，当惰性气体输出装置工作时，惰性气体会源源不断地、持续不断地进入到壳体的内部并且吹扫窗口镜的表面，一方面防止窗口镜的表面免受灰尘污染，另一方面也能够使得壳体内部的气体源源不断地输出到壳体的外部，从而可以时刻保持壳体的气体是新的纯净的惰性气体。

除此之外，还需要说明的是，所述壳体的第二侧端为密闭端，该密闭端是透光性极高的透明材料制成。

Claims

1.一种二氧化碳激光器，其特征在于，包括：

利用二氧化碳来产生激光的激光产生模块，

以及与所述窗口镜连接的激光输出光路；

其特征在于，

在邻近所述窗口镜的表面的位置上具有惰性气体输出装置。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于，

在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体，

所述壳体的第二侧端为开口端。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于，

在所述惰性气体输出装置的外部具有壳体，

所述壳体的第二侧端为密闭端，

在所述壳体的侧壁上设置有出气口。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述惰性气体输出装置为氮气输出装置。

5.根据权利要求4所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述惰性气体输出装置的气体输出口的朝向平行于所述窗口镜的外表面。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述惰性气体输出装置的输出口紧邻所述窗口镜的外表面。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述激光输出光路包括两个以上的反射镜。

8.根据权利要求7所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述反射镜为钼镜。