RU2222851C1

RU2222851C1 - Method for sealing pump flashtube when installing it in solid-state laser

Info

Publication number: RU2222851C1
Application number: RU2003113004/28A
Authority: RU
Inventors: В.В. Артемьев (RU); В.В. Артемьев; Константин Иванович Аршинов (BY); Константин Иванович Аршинов; зев А.Е. Кн (RU); А.Е. Князев; Юрий Васильевич Крылов (BY); Юрий Васильевич Крылов; Виктор Владимирович Яснов (BY); Виктор Владимирович Яснов
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2004-01-27

Abstract

FIELD: laser engineering; solid-state laser manufacture. SUBSTANCE: proposed method includes arrangement of sealing stacks assembled of fluoroplastic-indium-fluoroplastic layers between both ends of pump flashtube and laser cooler body, plastic predeformation of sealing stacks by heating them to 75-85 C followed by their compression during which compression forces are first gradually built up from 0 to 50 kg with compressed gas supplied at a rate of 1 2 kg/min and final compression at force of 50 kg within minimum 30 min. In this way compressive force is gradually built up and maintained at same level under plastic deformation of sealing gaskets during entire cycle of flashtube installation. EFFECT: provision for using both neutral and chemically active cooling liquids in solid-state lasers. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано при изготовлении твердотельных оптических квантовых генераторов. The invention relates to laser technology and can be used in the manufacture of solid-state optical quantum generators.

Известен способ герметичной установки импульсной лампы накачки в корпусе холодильника твердотельного лазера с помощью герметизирующих уплотнительных элементов (прокладок) (RU 2097887 С1, опубл. 27.11.1997, кл. Н 01 S 3/042). There is a method of hermetically installing a flash pump lamp in the refrigerator body of a solid-state laser using sealing sealing elements (gaskets) (RU 2097887 C1, publ. 11/27/1997, class H 01 S 3/042).

Известен также способ герметичной установки импульсной лампы накачки в корпусе твердотельного лазера с помощью герметизирующих уплотнительных элементов, которые выполнены в виде колец из резины и фторопластовых прокладок (JP 3060659 В2, 5136485 А, 10.07.2000, кл. H 01 S 3/02). There is also a method of hermetically installing a pulsed pump lamp in a solid-state laser case using sealing sealing elements, which are made in the form of rings of rubber and fluoroplastic gaskets (JP 3060659 B2, 5136485 A, 07/10/2000, class H 01 S 3/02).

К недостаткам известных способов можно отнести следующие. The disadvantages of the known methods include the following.

Эксплуатация твердотельных лазеров предполагает периодическую замену ламп накачки. Если в качестве охлаждающей жидкости используется вода, то герметизация ламп накачки твердотельных лазеров осуществляется с помощью резиновых уплотнительных прокладок. При эксплуатации твердотельных лазеров в качестве охлаждающей жидкости могут быть использованы агрессивные жидкости. В связи с этим возникает необходимость герметизации ламп накачки материалами устойчивыми к агрессивным охлаждающим средам. The operation of solid-state lasers involves the periodic replacement of pump lamps. If water is used as the coolant, then the solid-state laser pumping lamps are sealed using rubber gaskets. When operating solid-state lasers, aggressive fluids can be used as a coolant. In this regard, there is a need to seal pump lamps with materials resistant to aggressive cooling media.

В изобретении достигается технический результат, заключающийся в обеспечении возможности использования в твердотельных лазерах как нейтральных, так и агрессивных охлаждающих жидкостей, плавного наращивания усилия прессования и поддержания его на одном уровне в условиях пластической деформации уплотнительных прокладок во время всего цикла герметичной установки лампы накачки. The invention achieves the technical result consisting in the possibility of using both solid and aggressive coolants in solid-state lasers, smoothly increasing the pressing force and maintaining it at the same level under the conditions of plastic deformation of the gaskets during the entire cycle of the sealed installation of the pump lamp.

Указанный технический результат достигается следующим образом. The specified technical result is achieved as follows.

Способ герметичной установки импульсной лампы накачки в твердотельном лазере включает размещение уплотнительных пакетов, выполненных в виде последовательных слоев фторопласт-индий-фторопласт, между обоими концами импульсной лампы накачки и корпусом холодильника твердотельного лазера. После чего проводят пластическую деформацию уплотнительных пакетов следующим образом. Уплотнительные пакеты нагревают до температуры 75-85^oС. Затем плавно наращивают усилие прессования от 0 до 50 кг сжатым газом со скоростью 1 -2 кг/мин. Прессование проводят с усилием 50 кг в течение не менее 30 мин.A method for hermetically installing a flash pump lamp in a solid-state laser involves placing sealing bags made in the form of successive layers of fluoroplast-indium-fluoroplast between both ends of the pump flash lamp and the solid-state laser refrigerator body. Then carry out plastic deformation of the sealing bags as follows. The sealing bags are heated to a temperature of 75-85 ^o C. Then, the pressing force is gradually increased from 0 to 50 kg of compressed gas at a speed of 1-2 kg / min. Pressing is carried out with a force of 50 kg for at least 30 minutes.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема узла запрессовки лампы накачки. The invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a unit for mounting a pump lamp.

На чертеже показаны пневмоцилиндр 1, шток 2, направляющие 3, рычаг 4, втулка 5 для прессования, уплотнительный пакет, содержащий уплотнительную индиевую прокладку 6, уплотнительные фторопластовые прокладки 7, 8, холодильник 9, лампа 10 накачки. The drawing shows a pneumatic cylinder 1, a rod 2, guides 3, a lever 4, a sleeve 5 for pressing, a sealing bag containing a sealing indium gasket 6, sealing fluoroplastic gaskets 7, 8, a refrigerator 9, a pump lamp 10.

Способ герметичной установки импульсной лампы накачки в твердотельном лазере осуществляется следующим образом. The method of hermetically installing a pulsed pump lamp in a solid-state laser is as follows.

При замене ламп накачки в процессе эксплуатации твердотельных лазеров уплотнительные пакеты размещаются между обоими концами импульсной лампы 10 накачки и корпусом холодильника 9 твердотельного лазера. When replacing the pump lamps during operation of solid-state lasers, sealing bags are placed between both ends of the pulsed pump lamp 10 and the refrigerator body 9 of the solid-state laser.

При эксплуатации твердотельных лазеров в качестве охлаждающей жидкости используются как нейтральные (вода), так и агрессивные жидкости. В связи с этим возникает необходимость герметизации ламп накачки материалами, устойчивыми к агрессивным охлаждающим средам. Наиболее подходящим материалом для этой цели является индий, который обладает такими технологическими качествами, как высокая пластичность и способность смачивать стекло. When operating solid-state lasers, both neutral (water) and aggressive liquids are used as a coolant. In this regard, there is a need to seal pump lamps with materials resistant to aggressive cooling media. The most suitable material for this purpose is indium, which has technological qualities such as high ductility and the ability to wet glass.

Для предотвращения прилипания индиевой прокладки 6 к втулке 5 введены две ограничительные прокладки 7, 8 из фторопласта. Использование фторопластовых прокладок 7, 8 повышает герметическую устойчивость всего уплотнительного пакета, поскольку фторопласт обладает достаточной текучестью. В целом, для герметизации лампы 10 используется уплотнительный пакет галетного типа, состоящий из прокладок 6, 7, 8. To prevent the adhesion of the indium gasket 6 to the sleeve 5, two restrictive fluoroplastic gaskets 7, 8 are introduced. The use of fluoroplastic gaskets 7, 8 increases the hermetic stability of the entire sealing bag, since the fluoroplastic has sufficient fluidity. In general, for sealing the lamp 10, a biscuit-type sealing bag is used, consisting of gaskets 6, 7, 8.

Для реализации плотного контакта уплотнительного пакета с телом холодильника 9 и стеклянным корпусом лампы 10 осуществляют пластическую деформацию прокладок 6, 7, 8. Для этого вначале устройство нагревается в термошкафу, например, типа СНВС-4,5.5,5.4/ЭП1 до температуры 75-85^oС, что соответствует температуре приблизительно в 2 раза ниже температуры плавления индия. Нагревание приводит к снижению усилия, при котором происходит эффективное прессование уплотнительного пакета
Затем к уплотнительному пакету прикладывается усилие прессования с использованием металлической втулки 5, которое плавно наращивается от 0 до 50 кг сжатым газом со скоростью 1-2 кг/мин.To realize tight contact of the sealing bag with the body of the refrigerator 9 and the glass case of the lamp 10, the gaskets 6, 7, 8 are plastic deformed. For this, the device is first heated in a heating cabinet, for example, type SNVS-4,5.5,5.4 / EP1 to a temperature of 75-85 ^o C, which corresponds to a temperature approximately 2 times lower than the melting point of indium. Heating leads to a reduction in the force at which the compression bag is effectively pressed
Then, a pressing force is applied to the sealing bag using a metal sleeve 5, which gradually increases from 0 to 50 kg with compressed gas at a speed of 1-2 kg / min.

По достижении усилия прессования 50 кг оно выдерживается на этом уровне в течение цикла прессования, составляющего не менее 30 мин. Upon reaching a pressing force of 50 kg, it is held at this level for a pressing cycle of at least 30 minutes.

Постоянное усилие прессования в условиях пластической деформации, приводящей к усадке уплотнительных прокладок, и затрудненного доступа к устройству в связи с размещением его в это время в термошкафу, обеспечивается за счет использования пневматического прессования. A constant pressing force under conditions of plastic deformation, leading to shrinkage of the sealing gaskets, and difficult access to the device due to its placement in the oven at that time, is ensured by the use of pneumatic pressing.

Использование пневмоцилиндра 1 позволяет определять уровень усилия запрессовки и поддерживать его на одном нужном уровне в течение всего цикла прессования. The use of a pneumatic cylinder 1 allows you to determine the level of the pressing force and maintain it at one desired level throughout the entire pressing cycle.

Преимущества способа герметизации ламп накачки в твердотельных лазерах состоит в том, что:
а) имеется возможность в условиях, когда узел холодильника с лампой накачки находится при заданной температуре в термошкафу, плавно наращивать усилие прессования, что позволяет избежать разрушения стеклянного корпуса лампы накачки;
б) имеется возможность в условиях пластической деформации уплотнительных прокладок поддерживать на одном уровне усилие прессования в течение всего производственного цикла;
в) имеется возможность использовать в твердотельных лазерах как нейтральных, так и агрессивных охлаждающих жидкостей.The advantages of the method of sealing pump lamps in solid-state lasers is that:
a) it is possible, under conditions when the refrigerator assembly with the pump lamp is at a given temperature in the oven, to smoothly increase the pressing force, which avoids the destruction of the glass housing of the pump lamp;
b) it is possible under conditions of plastic deformation of the sealing gaskets to maintain at the same level the pressing force throughout the entire production cycle;
c) it is possible to use both solid and aggressive coolants in solid-state lasers.

Claims

A method for hermetically installing a pulsed pump lamp in a solid-state laser, including the placement of sealing bags made in the form of successive layers of fluoroplastic-indium-fluoroplastic, between both ends of the pump lamp and the refrigerator body of a solid-state laser, preliminary plastic deformation of the sealing bags by heating them to a temperature of 75 -85 ° C and their subsequent pressing, at which a smooth increase in the pressing force from 0 to 50 kg of compressed gas is carried out at a speed of 1-2 kg / min and final pressing with a force of 50 kg for at least 30 minutes