CN2151553Y - 一种阶梯形二氧化碳激光器 - Google Patents

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一种阶梯形二氧化碳激光器包括储气管、水冷 管、放电管、阴极、阳极、输出镜、全反镜，放电管的形 状为阶梯形的空心圆柱管，阶梯结构的小端与输出镜 位于同一端，阶梯的节数为2节或2节以上，各节空 心圆柱管的中心线重合。与已有技术的二氧化碳激 光器相比较有如下优点：在激光器腔长d一定的情 况下能提高激光输出功率20％到30％，同时又能提 高激光光束的质量(模式好、光漂小)而制作方便，可 用于激光加工：切割、调阻、热处理、艺术雕刻等，医用 激光：激光手术、美容等。

Description

本实用新型属于二氧化碳激光器，随着科学的发展，二氧化碳激光器的应用日趋扩大，如激光加工：切割、调阻、艺术雕刻等；医用激光：激光手术、美容等，都已大量采用二氧化碳激光器，随着它应用的扩大，对二氧化碳激光器的要求也愈来愈高，要求二氧化碳激光器在激光器的腔长d一定的条件下提高激光器的输出功率，同时还要提高激光光束的质量（模式、光漂）。
现有技术下生产的二氧化碳激光器，它的放电管是一根空心园柱管，若采用大直径的放电管则虽然功率增大，但激光光束质量变差（模式差、光漂大）；若采用小直径的放电管光束质量变好（模式好、光漂小）但激光输出功率就要下降，因此这种结构的二氧化碳激光器光束质量和激光输出功率之间相互制约而不能共同提高。
本实用新型的目的是提供一种阶梯形的二氧化碳激光器，在激光器腔长d一定的条件下能提高激光器的输出功率又能提高激光光束的质量（模式好、光漂小）。
本实用新型包括储气管1、水冷管2、放电管3、阴极4、阳极5、输出镜6、全反镜7，放电管3位于水冷管2内，放电管3与水冷管2的接口处8、9密封烧结，水冷管2位于储气管1内，储气管1与放电管3接口处10密封烧结，输出镜6与储气管1的端面11密封联接，阴极4位于放电管3的一端的颈部12内与放电管3相通并穿出储气管1与储气管1密封烧结，阳极4输出镜6位于同一端，全反镜7与放电管3的另一端面13密封联接，阳极5位于放电管3内，并穿出放电管3与放电管3密封烧结，阳极5与全反镜7位于同一端，储气管1内充有气体二氧化碳、氮气、氦气。放电管3的形状为阶梯形的空心园柱管，阶梯形空心园柱管内壁的直径大于放电管3内激光光束对应位置的直径，阶梯的小端与输出镜6位于同一端，阶梯的节数为2节或2节以上，各节空心园柱管的中心线重合。由此本实用新型的二氧化碳激光器与已有技术的二氧化碳激光器相比较在激光腔长d一定的条件下能提高激光器的输出功率20％到30％，并能提高激光光束的质量（模式好、光漂小）。
本实用新型放电管的形状是阶梯形的空心园柱管，它的形状与单模二氧化碳激光器放电管内光束的形状相近似，它大大提高了放电管内激活介质的利用率，而且这种放电管的形状使放电管内激光束与放电管管壁靠近，从而又改善了冷却条件，减少了下能级粒子数而增加了粒子数的反转，提高了激光腔的增益，因此提高了激光器的输出功率。又由于其阶梯形结构的小端与激光输出端位于同一端，因此激光光束的质量也得到了提高。
下面是本实用新型的一个最佳实施例：
图1是本实用新型的总装配图。
图2是本实用新型的原理图，14是放电管3内单模二氧化碳激光光束的形状。
该阶梯形二氧化碳激光器包括储气管1、水冷管2、放电管3、阴极4、阳极5、输出镜6、全反镜7，放电管3位于水冷管2内，放电管3与水冷管2的接口处8、9密封烧结，水冷管2位于储气管1内，储气管1与放电管3接口处10密封烧结，输出镜6与储气管1的端面11密封联接，阴极4位于放电管3一端的颈部12内与放电管3相通并穿出储气管1与储气管1密封烧结，阴极4与输出镜6位于同一端，全反镜7与放电管3的另一端面13密封联接，阳极5位于放电管3内，并穿出放电管3与放电管3密封烧结，阳极5与全反镜7位于同一端，储气管1内充有气体二氧化碳，氮气、氧气。放电管3的形状为阶梯形的空心园柱管，阶梯形空心园柱管内壁的直径大于放电管3内激光光束对应位置的直径，阶梯结构的小端与输出镜6位于同一端，阶梯的节数为2节或3节，并相邻两节空心园柱管的直径差相等。各节空心园柱管的中心线重合，全反镜7的曲率半径R为激光器腔长d的1.2倍到2倍。
二氧化碳激光器对放电管的准直度要求高。本实用新型的放电管由2节或2节以上的空心园柱管烧结而成，比已有技术的放电管为一根细长的空心园柱管容易准直，玻璃加工方便。成批生产时可先制作一只锥形模具把2节或2节以上的空心园柱管烧结而成。

Claims (4)

1、一种阶梯形的二氧化碳激光器，其阶梯形二氧化碳激光器包括储气管(1)、水冷管(2)、放电管(3)、阴极(4)、阳极(5)、输出镜(6)、全反镜(7)，放电管(3)位于水冷管(2)内，放电管(3)与水冷管(2)的接口处(8)、(9)密封烧结，水冷管(2)位于储气管(1)内，储气管(1)与放电管(3)接口处(10)密封烧结，输出镜(6)与储气管(1)的端面(11)密封联接，阴极(4)位于放电管(3)一端的颈部12内与放电管(3)相通并穿出储气管(1)与储气管(1)密封烧结，阳极(4)输出镜(6)位于同一端，全反镜(7)与放电管(3)的另一端面(13)密封联接，阳极(5)位于放电管(3)内，并穿出放电管(3)与放电管(3)密封烧结，阳极(5)与全反镜(7)位于同一端，储气管(1)内充有气体二氧化碳、氮气、氦气，其特征在于放电管(3)的形状为阶梯形的空心园柱管，阶梯形空心园柱管内壁的直径大于放电管(3)内激光光束对应位置的直径，阶梯结构的小端与输出镜(6)位于同端，阶梯的节数为2节或2节以上，各节空心园柱管的中心线重合。
2、根据权利要求1所述的阶梯形二氧化碳激光器，其特征在于全反镜（7）的曲率半径R为激光器腔长d的1.2倍到2倍。
3、根据权利要求1或2所述的阶梯形二氧化碳激光器，其特征在于放电管（3）的阶梯节数为2节或3节。
4、根据权利要求3所述的阶梯形二氧化碳激光器，其特征在于放电管（3）的相邻两节空心园柱管的直径差相等。
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