CN102896422A

CN102896422A - 一种二氧化碳激光器

Info

Publication number: CN102896422A
Application number: CN2012102700466A
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: 2013-01-30

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，和激光输出光路；所述激光输出光路依次包括平面反射镜和聚焦反射镜，在聚焦反射镜的下方区域具有第一气体吹扫装置，来自于所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流用于吹扫所述聚焦反射镜的下方区域，所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜的激光的前进方向。由于在聚焦反射镜的下方区域具有第一气体吹扫装置，其可以对聚焦反射镜的下方形成气流保护，所以可以防止聚焦反射镜或者说可以防止二氧化碳激光器被破坏。

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

激光器是一种能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把激光微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍尔等人创制了砷化镓半导体激光器。

目前激光器的种类很多。根据工作物质物态的不同可以把所有的激光器分为以下几类：第一类，固态激光器（晶体和玻璃）激光器；第二类，气体激光器，气体激光器进一步可以分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等；第三类，液体激光器，这类激光器所采用的工作物质主要包括两大类，一类是有机荧光染料溶液，另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液；第四类，半导体激光器；第五类，自由电子激光器。

二氧化碳激光器是以CO₂气体作为工作物质的气体激光器。二氧化碳激光器是一种效率较高的激光器，不易造成工作介质的损害，通常发射出波长为10.6μm的不可见激光，是一种比较理想的激光器。

与其他激光器相比，二氧化碳激光器具有以下的优点，即，具有较好的方向性、单色性和较好的频率稳定性。

然而，二氧化碳激光器在进行激光熔覆加工的时候，由于二氧化碳激光器的聚焦反射镜离工件较近，所以从工件来的粉末等污染物或者高温燃烧细粉有可能会达到二氧化碳激光器的聚焦反射镜的表面，从而污染或者灼烧二氧化碳激光器的聚焦反射镜。如果增大二氧化碳激光器的聚焦反射镜与工件的距离，那么激光的能量密度又会急剧降低。

具体地，下面结合附图来说明现有技术中存在的上述问题。

请参见图1，图1是现有技术中利用二氧化碳激光器对工件进行激光加工的示意图。在图1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、平面反射镜2和聚焦反射镜3，其中平面反射镜2和聚焦反射镜3组成激光输出光路。激光从激光产生模块1射出通过平面反射镜2的反射以及聚焦反射镜3聚焦，到达待加工工件4的表面。激光在待加工工件4的表面加热和熔化激光熔覆用合金粉末，完成对待加工工件4的表面熔覆。但是，在此过程中，熔化的激光熔覆用合金粉末又会飞溅而有一小部分会到达聚焦反射镜3的附近，从而有可能破坏二氧化碳激光器。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够对二氧化碳激光器的光路出口镜进行保护的二氧化碳激光器。

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，和激光输出光路；

所述激光输出光路依次包括平面反射镜和聚焦反射镜，在聚焦反射镜的下方区域具有第一气体吹扫装置，来自于所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流用于吹扫所述聚焦反射镜的下方区域，所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜的激光的前进方向。

技术方案2.

根据技术方案1所述的二氧化碳激光器，其改变之处在于，所述平面反射镜为钼镜。

技术方案3.

根据技术方案1所述的二氧化碳激光器，其改变之处在于，所述聚焦反射镜为铜镜。

技术方案4.

根据技术方案1所述的二氧化碳激光器，其改变之处在于，所述二氧化碳激光器还具有第二气体吹扫装置，来自于所述第二气体吹扫装置的气体出口的气流用于吹扫所述光聚焦反射镜的下方区域，所述第二气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜的激光的前进方向与所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向所组成的平面。

另外，技术方案4还可以表述为：

根据技术方案1所述的二氧化碳激光器，其改进之处在于，所述二氧化碳激光器还具有第二气体吹扫装置，所述第二气体吹扫装置位于所述第一气体吹扫装置的下方区域，来自于所述第二气体吹扫装置的气体出口的气流用于吹扫所述光聚焦反射镜的下方区域，所述第二气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜的激光的前进方向与所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向所组成的平面。

技术方案5.

根据技术方案1所述的二氧化碳激光器，其改变之处在于，所述第一气体吹扫装置为压缩空气吹扫装置。

技术方案6.

根据技术方案4所述的二氧化碳激光器，其改变之处在于，所述第二气体吹扫装置为压缩空气吹扫装置。

根据本发明的技术方案1的二氧化碳激光器，由于在聚焦反射镜的下方区域具有第一气体吹扫装置，其可以对聚焦反射镜的下方形成气流保护，所以可以防止聚焦反射镜或者说可以防止二氧化碳激光器被破坏。另外，由于所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜的激光的前进方向，所以可以达到最为有效的吹扫效果。

根据本发明的技术方案4的二氧化碳激光器，由于具有第二气体吹扫装置，并且，所述第二气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜的激光的前进方向与所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向所组成的平面，这样的设置可以使得加工过程中的激光熔覆飞溅颗粒物仅向着一个方向运动，为操作人员提供一个安全的操作环境。

附图说明

图1是现有技术的利用二氧化碳激光器对工件进行激光加工的示意图。

图2是本发明的具体实施方式的二氧化碳激光器的组成示意图。

附图中的各标号分别表示：

1——激光产生模块，2——平面反射镜，3——聚焦反射镜，4——待加工工件，5——第一气体吹扫装置，6——第二气体吹扫装置。

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。

请参见图2，图2是本发明的具体实施方式的二氧化碳激光器的组成示意图。本发明的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和激光输出光路；所述激光输出光路依次包括三个平面反射镜2和一个聚焦反射镜3，在聚焦反射镜3的下方区域具有第一气体吹扫装置5，来自于所述第一气体吹扫装置5的气体出口的气流用于吹扫所述聚焦反射镜3的下方区域，所述第一气体吹扫装置3的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜3的激光的前进方向。

结合上述具体实施方式来说明本发明的二氧化碳激光器的工作原理。激光从激光产生模块1射出通过平面反射镜2的反射以及聚焦反射镜3聚焦，到达待加工工件4的表面。激光在待加工工件4的表面加热和熔化激光熔覆用合金粉末，完成对待加工工件4的表面熔覆。由于在本发明的具体实施方式中设置了第一气体吹扫装置5，它可以对聚焦反射镜3的下方形成气流保护，所以可以防止聚焦反射镜3或者说可以防止二氧化碳激光器被破坏。

另外，在上述的具体实施方式中，除了第一气体吹扫装置5，还具有第二气体吹扫装置6。所述第二气体吹扫装置6位于第一气体吹扫装置5的下方区域。来自于所述第二气体吹扫装置6的气体出口的气流用于吹扫所述光聚焦反射镜3的下方区域，所述第二气体吹扫装置6的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜3的激光的前进方向与所述第一气体吹扫装置5的气体出口的气流的前进方向所组成的平面。即，所述第二气体吹扫装置6的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于图2中的X轴和Z轴所组成的平面，也就是沿着Y轴的方面。这样的设置可以使得来自于工件表面激光熔覆飞溅颗粒物远离Y轴的负方向，因此，如果操作人员在Y轴的负方向区域进行加工操作，那么就非常安全。

在本实施方式中，平面反射镜2为钼镜，聚焦反射镜3为铜镜。为了起到聚焦的作用，聚焦反射镜可以采用凹面镜。

最后需要说明的是，以上的具体实施方式只是为了说明本发明的技术方案，本发明的主要发明之处在于，在聚焦反射镜的下方区域具有第一气体吹扫装置，其可以对聚焦反射镜的下方形成气流保护，所以可以防止聚焦反射镜或者说可以防止二氧化碳激光器被破坏。另外，由于所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜的激光的前进方向，所以水平方面上的吹扫力最大，从而可以达到最为有效的吹扫效果。

在上述的实施方式中，第二气体吹扫装置的设置方式也可以具有最大的水平方向上的吹扫力，也可以达到最为有效的吹扫效果。

Claims

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，和

激光输出光路；

其特征在于，所述激光输出光路依次包括平面反射镜和聚焦反射镜，在聚焦反射镜的下方区域具有第一气体吹扫装置，来自于所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流用于吹扫所述聚焦反射镜的下方区域，所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜的激光的前进方向。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述平面反射镜为钼镜。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述聚焦反射镜为铜镜。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述二氧化碳激光器还具有第二气体吹扫装置，来自于所述第二气体吹扫装置的气体出口的气流用于吹扫所述光聚焦反射镜的下方区域，所述第二气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向为水平方向并且垂直于来自于聚焦反射镜的激光的前进方向与所述第一气体吹扫装置的气体出口的气流的前进方向所组成的平面。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述第一气体吹扫装置为压缩空气吹扫装置。

6.根据权利要求4所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述第二气体吹扫装置为压缩空气吹扫装置。