CN103107477B - 抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法和系统。所述方法包括：检测到所述驱动装置关机后，控制所述真空泵继续运行，并控制所述真空泵抽取所述谐振腔内的气体；当检测到抽取气体使得谐振腔内的气压小于等于第一预设气压时，将保护气体回充入所述谐振腔内，且控制所述真空泵持续运行；当检测到所述回充保护气体使得所述谐振腔内的气压大于等于第二预设气压时，控制所述真空泵停止运行，其中，所述第一预设气压小于所述第二预设气压。上述抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法和系统，通过抽气延时提高了真空度，在充入保护气体时辅以抽真空，有效抑制了油气渗入谐振腔内，提高了气体激光器的稳定性且延长了气体激光器的使用寿命。

Description

抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法

技术领域

本发明涉及激光设备领域，特别是涉及一种抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法。

背景技术

随着大功率气体激光器在切割、焊接、熔覆等领域的广泛使用，国内外加工市场对大功率气体激光器的需求逐年呈上升趋势。在大批进口大功率气体激光器涌入市场的同时，国产的大功率气体激光器也逐渐崛起，其加工和使用性能已慢慢接近国外高水平。

激光器内部的核心部件，即谐振腔。谐振腔内的洁净程度在很大程度上直接影响谐振腔的稳定性和使用寿命。气体激光器（主要是快速轴流和快速横流激光器）需要有罗茨泵或涡轮风机驱动工作气体流动进行工作，而罗茨泵或涡流风机关停后，罗茨泵或涡流风机的润滑油温度很高，由于高温，润滑油挥发形成油气，通过轴与泵体之间的缝隙进入谐振腔内，冷却后沉积在谐振腔内部及光学镜片上，长时间的油气积累会导致谐振腔放电效果变差及光学系统损伤，严重影响了气体激光器的稳定性和使用寿命。

发明内容

基于此，有必要提供一种能有效控制油气污染，提高气体激光器的稳定性和延长气体激光器的使用寿命的抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法。

此外，还有必要提供一种能有效控制油气污染，提高气体激光器的稳定性和延长气体激光器的使用寿命的抑制气体激光器的谐振腔内油污染的系统。

一种抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法，其中，所述气体激光器包括谐振腔、真空泵、驱动装置，所述真空泵与所述谐振腔相连通，所述驱动装置驱动谐振腔内的工作气体流动，所述方法包括以下步骤：

检测到所述驱动装置关机后，控制所述真空泵继续运行，并控制所述真空泵抽取所述谐振腔内的气体；

当检测到抽取气体使得所述谐振腔内的气压小于等于第一预设气压时，将保护气体回充入所述谐振腔内，且控制所述真空泵持续运行；

当检测到所述回充保护气体使得所述谐振腔内的气压大于等于第二预设气压时，控制所述真空泵停止运行，其中，所述第一预设气压小于所述第二预设气压。

在其中一个实施例中，所述方法还包括步骤：

对所述驱动装置、真空泵及所述谐振腔进行冷却。

在其中一个实施例中，所述驱动装置为涡轮泵或罗茨泵。

一种抑制气体激光器的谐振腔内油污染的系统，所述气体激光器包括谐振腔、真空泵、驱动装置，所述真空泵与所述谐振腔相连通，所述驱动装置驱动谐振腔内的工作气体流动，所述系统包括：

控制模块，用于在检测到所述驱动装置关机后，控制所述真空泵继续运行，并控制所述真空泵抽取所述谐振腔内的气体；

检测模块，用于检测所述谐振腔内的气压，并将检测的气压分别与第一预设气压和第二预设气压进行比较；

回充模块，用于当检测到抽取气体使得所述谐振腔内的气压小于等于第一预设气压时，将保护气体回充入所述谐振腔内，且所述控制模块还用于控制所述真空泵持续运行；

所述控制模块还用于当检测到所述回充保护气体使得所述谐振腔内的气压大于等于第二预设气压时，控制所述真空泵停止运行，其中，所述第一预设气压小于所述第二预设气压。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：

冷却模块，用于对所述驱动装置、真空泵及所述谐振腔进行冷却。

上述抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法和系统，通过在关闭驱动装置后，控制真空泵继续运行，直到谐振腔内的气压小于等于第一预设气压后，回充入保护气体，直到谐振腔内的气压大于等于第二预设气压后，停止真空泵，如此因保持了真空泵持续运行，抽气延时且提高了真空度，在充入保护气体的同时辅以抽真空，有效抑制了油气渗入谐振腔内，提高了气体激光器的稳定性且延长了气体激光器的使用寿命。

附图说明

图1为一个实施例中抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法的流程示意图；

图2为一个实施例中气体激光器的结构示意图；

图3为一个实施例中抑制气体激光器的谐振腔内油污染的系统的结构示意图；

图4为一个实施例中抑制气体激光器的谐振腔内油污染的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例及附图对抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法和系统的技术方案进行详细的描述，以使其更加清楚。

如图1所示，在一个实施例中，一种抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法，包括以下步骤：

步骤S110，检测到驱动装置关机后，控制真空泵继续运行，并控制该真空泵抽取该谐振腔内的气压。

具体的，气体激光器包括谐振腔、真空泵、驱动装置，真空泵与谐振腔相连通，驱动装置驱动谐振腔内的工作气体流动。该驱动装置为涡轮泵或罗茨泵。

在涡轮泵或罗茨泵关闭后，继续运行真空泵抽取谐振腔内的气体，当谐振腔内的气压小于等于第一预设气压时，可将保护气体回充入谐振腔内。第一预设气压可为-0.1pa（帕斯卡）等，不限于此。保护气体是指纯净的气体，如纯净的氮气、氩气等。

步骤S120，当检测到抽取气体使得该谐振腔内的气压小于等于第一预设气压时，将保护气体回充入该谐振腔内，且控制该真空泵持续运行。

步骤S130，当检测到该回充保护气体使得该谐振腔内的气压大于等于第二预设气压时，控制该真空泵停止运行。

其中，该第一预设气压小于所述第二预设气压。第二预设气压可根据需要设定，如1pa等。

进一步的，上述抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法，还包括步骤：对该驱动装置、真空泵及该谐振腔进行冷却。

具体的，在真空泵抽取气体及回充保护气体的整个过程中持续对驱动装置、真空泵和谐振腔进行冷却。

上述抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法，通过在关闭驱动装置后，控制真空泵继续运行，直到谐振腔内的气压小于等于第一预设气压后，回充入保护气体，直到谐振腔内的气压大于等于第二预设气压后，停止真空泵，如此因保持了真空泵持续运行，抽气延时且提高了真空度，在充入保护气体的同时辅以抽真空，有效抑制了油气渗入谐振腔内，提高了气体激光器的稳定性且延长了气体激光器的使用寿命。

为了说明气体激光器的工作过程，下面结合图2中的气体激光器的结构进行详细的描述。如图2所示，气体激光器包括放电管1、尾镜2、前镜3、阴极4、阳极5、涡轮泵6、热交换器7、高压开关电源8、控制单元9、真空泵10、调节阀11、气体单元12、可调折返镜13、固定折返镜14、功率传感器15、激光束16、光闸17，其中，尾镜2、前镜3、可调折返镜13、固定折返镜14及之间的管路形成谐振腔，可调折返镜13和固定折返镜14用于调整光路使光路同轴。

气体激光器其工作过程为：高压开关电源8开启后，真空泵10开始抽取谐振腔内的气体（上次充入的保护气体），然后涡轮泵6驱动气体单元12提供的工作气体在谐振腔内流动，阴极4和阳极5产生能量激发工作气体粒子发生跃迁，形成激光束16通过前镜3发射，经过光闸17进行滤光得到最终的激光束。

气体激光器关闭时，关闭涡轮泵6，控制真空泵10继续运行，抽取谐振腔内气体直到谐振腔内气压小于等于第一预设气压，然后对谐振腔内回充保护气体，且控制调节阀11调节真空泵10的抽气流量，如此充气流量大于抽气流量，谐振腔内的气压逐步升高，直到达到第二预设气压，控制真空泵停止运行，完成气体激光器的关停。

如图3所示，在一个实施例中，一种抑制气体激光器的谐振腔内油污染的系统，该气体激光器包括谐振腔、真空泵、驱动装置，所述真空泵与所述谐振腔相连通，所述驱动装置驱动谐振腔内的工作气体流动，该系统包括控制模块110、检测模块120和回充模块130。其中：

控制模块110用于在检测到该驱动装置关机后，控制该真空泵继续运行，并控制该真空泵抽取该谐振腔内的气体。

在涡轮泵或罗茨泵关闭后，继续运行真空泵抽取谐振腔内的气体，当谐振腔内的气压小于等于第一预设气压时，可将保护气体回充入谐振腔内。第一预设气压可为-0.1pa（帕斯卡）等，不限于此。保护气体是指纯净的气体，如纯净的氮气、氩气等。

检测模块120用于检测该谐振腔内的气压，并将检测的气压分别与第一预设气压和第二预设气压进行比较。

回充模块130用于当检测到抽取气体使得该谐振腔内的气压小于等于第一预设气压时，将保护气体回充入所述谐振腔内，且控制模块110还用于控制该真空泵持续运行。

控制模块110还用于当检测到该回充保护气体使得该谐振腔内的气压大于等于第二预设气压时，控制该真空泵停止运行，其中，该第一预设气压小于该第二预设气压。第二预设气压可根据需要设定，如1pa等。

进一步的，在一个实施例中，如图4所示，上述抑制气体激光器的谐振腔内油污染的系统，除了包括控制模块110、检测模块120和回充模块130，还包括冷却模块140。其中：

冷却模块140用于对该驱动装置、真空泵及该谐振腔进行冷却。

具体的，在真空泵抽取气体及回充保护气体的整个过程中持续对驱动装置、真空泵和谐振腔进行冷却。

上述抑制气体激光器的谐振腔内油污染的系统，通过在关闭驱动装置后，控制真空泵继续运行，直到谐振腔内的气压小于等于第一预设气压后，回充入保护气体，直到谐振腔内的气压大于等于第二预设气压后，停止真空泵，如此因保持了真空泵持续运行，抽气延时且提高了真空度，在充入保护气体的同时辅以抽真空，有效抑制了油气渗入谐振腔内，提高了气体激光器的稳定性且延长了气体激光器的使用寿命。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法，其中所述气体激光器包括谐振腔、真空泵、驱动装置，所述真空泵与所述谐振腔相连通，所述驱动装置驱动谐振腔内的工作气体流动，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

检测到所述驱动装置关机后，控制所述真空泵继续运行，并控制所述真空泵抽取所述谐振腔内的气体；

当检测到抽取气体使得所述谐振腔内的气压小于等于第一预设气压时，将保护气体回充入所述谐振腔内，且控制所述真空泵持续运行；

当检测到所述回充保护气体使得所述谐振腔内的气压大于等于第二预设气压时，控制所述真空泵停止运行，其中，所述第一预设气压小于所述第二预设气压。

2.根据权利要求1所述的抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

对所述驱动装置、真空泵及所述谐振腔进行冷却。

3.根据权利要求1所述的抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法，其特征在于，所述驱动装置为涡轮泵或罗茨泵。

4.一种抑制气体激光器的谐振腔内油污染的系统，所述气体激光器包括谐振腔、真空泵、驱动装置，所述真空泵与所述谐振腔相连通，所述驱动装置驱动谐振腔内的工作气体流动，其特征在于，所述系统包括：

控制模块，用于在检测到所述驱动装置关机后，控制所述真空泵继续运行，并控制所述真空泵抽取所述谐振腔内的气体；

检测模块，用于检测所述谐振腔内的气压，并将检测的气压分别与第一预设气压和第二预设气压进行比较；

回充模块，用于当检测到抽取气体使得所述谐振腔内的气压小于等于第一预设气压时，将保护气体回充入所述谐振腔内，且所述控制模块还用于控制所述真空泵持续运行；

所述控制模块还用于当检测到所述回充保护气体使得所述谐振腔内的气压大于等于第二预设气压时，控制所述真空泵停止运行，其中，所述第一预设气压小于所述第二预设气压。

5.根据权利要求4所述的抑制气体激光器的谐振腔内油污染的系统，其特征在于，所述系统还包括：

冷却模块，用于对所述驱动装置、真空泵及所述谐振腔进行冷却。