CN103259163B - 一种具有新型阴极冷却装置的激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光器，特别涉及一种具有新型阴极冷却装置的激光器，包括储气管、冷却管和放电管，所述储气管套设于所述冷却管外部，所述冷却管内设置有冷却液流道，所述冷却管内套设有所述放电管，所述放电管两端分别设置有阳电极和阴电极，所述阴电极对应的所述冷却管端部设置有冷却装置，所述冷却装置包括由所述冷却管端部延伸至所述阴电极处并完全覆盖住所述阴电极外围形成的冷却套。当激光器工作时，阴电极放电升温，阴电极上的热量传递到覆盖在其外围的冷却套，避免了阴电极上出现过高的温度，增加了阴电极的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光器，特别涉及一种具有新型阴极冷却装置的激光器。
背景技术
目前的激光器中，放电管通常是由玻璃或石英材料制成，里面充以二氧化碳气体和其他辅助气体；电极一般是镍制空心圆筒；谐振腔的一端是反射镜片，另一端是输出镜片。当在电极上加高电压，放电管中产生辉光放电，经镜面反射后形成激光束。激光器有比较大的功率和比较高的能量转换效率，谱线也比较丰富，在10微米附近有几十条谱线的激光输出，在工业、军事、医疗、科研等方面得到了广泛的应用。
激光器工作时，阴电极放电，阴电极的温度升高，当阴电极长时间处于高温状态时，阴电极容易变形或烧穿，从而严重的影响了阴电极的寿命；同时由于阴电极两端是尖锐的端口，阴电极放电时容易在阴电极端口处放电使得放电状态不稳定，并且，当阴电极发生尖端放电时，阴电极端口处容易损坏，从而导致形成的激光束不稳定的同时也严重的影响激光器的寿命。
所以，目前亟需一种即能够良好冷却激光器阴电极又能够避免阴电极发生尖端的激光器。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有激光器中，由于阴电极处于高温状态而容易损坏，以及阴电极放电时容易在尖锐的端口处放电使得放电状态不稳定，而导致形成激光束不稳定以及严重影响激光器寿命的不足，提供一种即能够良好冷却激光器阴电极又能够避免阴电极发生尖端放电的具有新型阴极冷却装置的激光器。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种具有新型阴极冷却装置的激光器，包括储气管、冷却管和放电管，所述储气管套设于所述冷却管外部，所述冷却管内设置有冷却液流道，所述冷却管内套设有所述放电管，所述放电管两端分别设置有阳电极和阴电极，所述阴电极对应的所述冷却管端部设置有冷却装置，所述冷却装置包括由所述冷却管端部延伸至所述阴电极处并完全覆盖住所述阴电极外围形成的冷却套。当激光器工作时，阴电极放电升温，阴电极上的热量传递到覆盖在其外围的冷却套，避免了阴电极上出现过高的温度，增加了阴电极的寿命。
作为本发明的优选方案，所述冷却套内设置有空腔，所述空腔与所述冷却液流道接通。激光器工作时，冷却液流道内的冷却液流入冷却套的空腔内，使得冷却套能够快速的冷却阴电极。
作为本发明的优选方案，所述空腔为所述阴电极长度的1/4～3/4。在激光器工作时，冷却套对阴电极进行冷却，通过实验可知，当阴电极温度过低时，将导致阴电极的放电不稳定，影响激光束的形成质量，所以，只将冷却套的其中一部分内部设置与冷却液流道接通的空腔，其余部分为实心，避免了阴电极出现温度过低而导致阴电极放电不稳定的状态。
作为本发明的优选方案，所述空腔为所述阴电极长度的1/2，所述空腔与所述冷却液流道接通。通过实验得到当空腔为所述阴电极长度的1/2时，阴电极得到良好的冷却的同时又避免了阴电极温度过低而导致放电不稳定。
作为本发明的优选方案，所述冷却装置还包括所述阴电极内壁对应的所述冷却管向所述阴电极内壁延伸出的安装座，所述阴电极一端套设在所述安装座上，另一端设置有陶瓷套，所述陶瓷套一端设置在所述阴电极内，另一端覆盖住所述阴电极的端部。由于阴电极的两端部分别被安装座和陶瓷套阻隔，避免了阴电极放电时对端部放电，使得阴电极内能够稳定放电，提高了阴电极的寿命，也提高了激光器输出激光的质量，同时，由于将阴电极通过安装座安装，阴电极与冷却套之间的距离恒定，使得冷却套能够良好的冷却阴电极，避免了阴电极由于与冷却套之间出现局部接触而造成阴电极上温度不一致而造成阴电极放电不稳定。
作为本发明的优选方案，所述安装座长度为所述阴电极的1/5～1/2。当安装座长度为所述阴电极的1/5～1/2时不仅可以牢固安装阴电极，同时也能将阴电极的热量传递到冷却管上，避免阴电极上出现过高的温度。
作为本发明的优选方案，所述安装座长度为所述阴电极的1/5～1/3。当安装座长度为所述阴电极的1/5～1/3时不仅可以牢固安装阴电极，同时也能将阴电极的热量传递到冷却管上，避免阴电极上出现过高的温度。
作为本发明的优选方案，所述安装座长度为所述阴电极的1/2。安装座可以牢固安装阴电极，并且能够快速的将阴电极上的热量传递到冷却套上。
作为本发明的优选方案，所述冷却套的实心部分上设置有若干通孔。冷却套对阴电极冷却时，有可能使阴电极的温度过低，当阴电极温度过低时，阴电极放电不稳定，为了防止冷却套将阴电极过度冷却，在冷却套的实心部分上设置若干通孔，降低冷却套对阴电极的冷却程度。
本发明的具有新型阴极冷却装置的激光器，由于将激光器中的冷却管延伸覆盖在阴电极的外围形成冷却套，并在冷却套内设置与冷却管内的冷却液流道相接通的空腔，当激光器工作时，阴电极放电升温，阴电极上的热量传递到覆盖在其上的冷却套，从而使得阴电极得到良好的冷却，增加了阴电极的寿命，为了避免阴电极温度过低导致阴电极放电不稳定，所以只将冷却套的其中一部分内部设置与冷却液流道接通的空腔，其余部分为实心，避免了阴电极出现温度过低而导致阴电极放电不稳定的状态，而在冷却套的实心部分开设若干通孔，也进一步的避免冷却套过度冷却阴电极，保证阴电极能够稳定放电，同时，将阴电极一端安装在冷却管内壁延伸处的安装座上，另一端设置有覆盖住端口的陶瓷套，使得阴电极的两端部分别被安装座和陶瓷套阻隔，避免了阴电极放电时对端部放电，而造成阴电极放电不稳定。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、避免了阴电极上出现过高的温度，增加了阴电极的寿命。
2、避免了阴电极出现温度过低而导致阴电极放电不稳定。
3、避免了阴电极放电时对端部放电，而造成阴电极放电不稳定。
4、能够牢固安装阴电极，保证阴电极上各个部位都能够得到一致的冷却。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2为阴电极安装的结构示意图；
图3为安装座的结构示意图
图中标记：1-储气管，2-冷却管，3-放电管，4-冷却液流道，5-阳电极，6-阴电极，7-冷却套，8-空腔，9-安装座，10-陶瓷套，11-通孔，12-冷却装置。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2和图3所示的具有新型阴极冷却装置的激光器，包括储气管1、冷却管2和放电管3，所述储气管1套设于所述冷却管2外部，所述冷却管2内设置有冷却液流道4，所述冷却管2内套设有所述放电管3，所述放电管3两端分别设置有阳电极5和阴电极6，所述阴电极6对应的所述冷却管2端部设置有冷却装置12，所述冷却装置12包括由所述冷却管2端部延伸至所述阴电极6处并完全覆盖住所述阴电极6外围形成的冷却套2。当激光器工作时，阴电极6放电升温，阴电极6上的热量传递到覆盖在其上的冷却套7，避免了阴电极6上出现过高的温度，增加了阴电极的寿命。
所述冷却套7内设置有空腔8，所述空腔8与所述冷却液流道4接通。激光器工作时，冷却液流道4内的冷却液流入冷却套7的空腔8内，使得冷却套7能够快速的冷却阴电极6。
所述空腔8为所述阴电极6长度的1/4～3/4。在激光器工作时，冷却套7对阴电极6进行冷却，通过实验可知，当阴电极6温度过低时，将导致阴电极6的放电不稳定，影响激光束的形成质量，所以，只将冷却套7的其中一部分内部设置与冷却液流道4接通的空腔8，其余部分为实心，避免了阴电极6出现温度过低而导致阴电极6放电不稳定的状态。
所述空腔8为所述阴电极6长度的1/2，所述空腔8与所述冷却液流道4接通。通过实验得到当空腔8为所述阴电极6长度的1/2时，阴电极6得到良好的冷却的同时又避免了阴电极6温度过低而导致放电不稳定。
所述冷却装置12还包括所述阴电极6内壁对应的所述冷却管2向所述阴电极6内壁延伸出的安装座9，所述阴电极6一端套设在所述安装座9上，另一端设置有陶瓷套10，所述陶瓷套10一端设置在所述阴电极6内，另一端覆盖住所述阴电极6的端部。由于阴电极6的两端部分别被安装座9和陶瓷套10阻隔，避免了阴电极6放电时对端部放电，使得阴电极6内能够稳定放电，提高了阴电极6的寿命，也提高了激光器输出激光的质量，同时，由于将阴电极6通过安装座9安装，阴电极6与冷却套7之间的距离恒定，使得冷却套7能够良好的冷却阴电极6，避免了阴电极6由于与冷却套7之间出现局部接触而造成阴电极6上温度不一致而造成阴电极6放电不稳定。
所述安装座9长度为所述阴电极6的1/5～1/2。当安装座9长度为所述阴电极6的1/5～1/2时，不仅可以牢固安装阴电极6，同时也能将阴电极6的热量传递到冷却管2上，避免阴电极6上出现过高的温度。
所述安装座9长度为所述阴电极6的1/5～1/3。当安装座9长度为所述阴电极6的1/5～1/3时，不仅可以牢固安装阴电极6，同时也能将阴电极6的热量传递到冷却管2上，避免阴电极6上出现过高的温度。
所述安装座9长度为所述阴电极6的1/2。安装座9可以牢固安装阴电极6，并且能够快速的将阴电极6上的热量传递到冷却套2上。
所述冷却套7的实心部分上设置有若干通孔11。冷却套7对阴电极6冷却时，有可能使阴电极6的温度过低，当阴电极6温度过低时，阴电极6放电不稳定，为了防止冷却套7将阴电极6过度冷却，在冷却套7的实心部分上设置若干通孔11，降低冷却套7对阴电极的冷却程度。
本发明的具有新型阴极冷却装置的激光器，由于将激光器中的冷却管2延伸覆盖在阴电6极的外围形成冷却套7，并在冷却套7内设置与冷却管2内的冷却液流道4相接通的空腔8，当激光器工作时，阴电极6放电升温，阴电极6上的热量传递到覆盖在其上的冷却套7，从而使得阴电极6得到良好的冷却，增加了阴电极6的寿命，为了避免阴电极6温度过低导致阴电极6放电不稳定，所以只将冷却套7的其中一部分内部设置与冷却液流道4接通的空腔8，其余部分为实心，避免了阴电极6出现温度过低而导致阴电极6放电不稳定的状态，而在冷却套的实心部分开设若干通孔，也进一步的避免冷却套过度冷却阴电极，保证阴电极能够稳定放电，同时，将阴电极6一端安装在安装座9上，另一端设置有覆盖住端口的陶瓷套10，使得阴电6的两端部分别被安装座9和陶瓷套10阻隔，避免了阴电极6放电时对端部放电，而造成阴电极6放电不稳定，进一步的提高了激光器的寿命。
凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有新型阴极冷却装置的激光器，包括储气管、冷却管和放电管，所述储气管套设于所述冷却管外部，所述冷却管内设置有冷却液流道，所述冷却管内套设有所述放电管，所述放电管两端分别设置有阳电极和阴电极，所述阴电极对应的所述冷却管端部设置有冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括由所述冷却管端部延伸至所述阴电极处并完全覆盖住所述阴电极外围形成的冷却套，所述冷却套内设置有空腔，所述空腔与所述冷却液流道接通，所述冷却套的实心部分上设置有若干通孔。
2.根据权利要求1所述的具有新型阴极冷却装置的激光器，其特征在于，所述空腔为所述阴电极长度的1/4～3/4。
3.根据权利要求2所述的具有新型阴极冷却装置的激光器，其特征在于，所述空腔为所述阴电极长度的1/2。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的具有新型阴极冷却装置的激光器，其特征在于，所述冷却装置还包括所述阴电极内壁对应的所述冷却管向所述阴电极内壁延伸出的安装座，所述阴电极一端套设在所述安装座上，另一端设置有陶瓷套，所述陶瓷套一端设置在所述阴电极内，另一端覆盖住所述阴电极的端部。
5.根据权利要求4所述的具有新型阴极冷却装置的激光器，其特征在于，所述安装座长度为所述阴电极的1/5～1/2。
6.根据权利要求5所述的具有新型阴极冷却装置的激光器，其特征在于，所述安装座长度为所述阴电极的1/5～1/3。
7.根据权利要求5所述的具有新型阴极冷却装置的激光器，其特征在于，所述安装座长度为所述阴电极的1/2。
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