專利名稱：一種氧碘混合噴管元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氧碘混合噴管元件的改進(jìn)技術(shù)，具體為一種采用非金屬材料代替金屬材料氧碘的混合噴管元件。
背景技術(shù)：
目前氧碘化學(xué)激光系統(tǒng)中增益發(fā)生裝置——氧碘混合噴管采用的是金屬材料，為了防止碘蒸氣在金屬噴管上凝結(jié)堵塞噴碘孔，影響碘蒸氣流量和氧碘混合的效果，必需使用加熱管對金屬噴管元件進(jìn)行加熱。由于氧碘化學(xué)激光器采用的列陣式噴管元件組合，需要對每個(gè)噴管元件進(jìn)行加熱，必然使加熱系統(tǒng)復(fù)雜，而且隨著噴管元件列陣數(shù)量的增加，加熱管數(shù)量和加熱功率也相應(yīng)增加。以上所述的電加熱方法雖然有效地防止了碘蒸氣在噴管上的凝結(jié)，但是從裝置的簡化和激光器的實(shí)用化來說，此方法是存在一定缺點(diǎn)的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種采用非金屬材料代替金屬材料氧碘混合噴管元件，使氧碘混合噴管元件無須加熱，從而擺脫了復(fù)雜的加熱部件和附屬設(shè)備，從實(shí)驗(yàn)效果來看也提高了激光器的功率輸出效率，從而提高了氧碘化學(xué)激光器的性能。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是—種氧碘混合噴管元件，通過采用絕熱性能好的非金屬材料代替金屬材料，實(shí)現(xiàn)氧碘化學(xué)激光器的氧碘混合噴管元件在無須加熱狀態(tài)下的工作效果達(dá)到并超過了須加熱的金屬噴管元件。亞音速混合段和超音速膨脹段由一長條狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，于長條狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部、沿其長邊方向設(shè)有長方形孔，其為注碘腔；沿長條狀結(jié)構(gòu)的厚度方向的截面由上、下二部份構(gòu)成，截面下部為長方形、且長方形的下部寬邊為弧形邊，截面上部為三角形、三角形的底邊長度大于長方形的上部寬邊長度，三角形的底邊兩端與長方形的上部寬邊兩端采用弧線過渡連接，即沿長條狀結(jié)構(gòu)的厚度方向的截面由上部水滴狀結(jié)構(gòu)和下部的長方形結(jié)構(gòu)連接而成；長方形結(jié)構(gòu)一側(cè)為亞音速混合段，水滴狀結(jié)構(gòu)一側(cè)為超音速膨脹段O)；于亞音速混合段上設(shè)有噴碘孔，噴碘孔與長條狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的長方形孔相連通；于長條狀結(jié)構(gòu)一端設(shè)有垂直于其長邊方向的接頭，構(gòu)成了 T型頭；接頭上開設(shè)有與注碘腔相通的長方形孔。所述非金屬材料為熱變形溫度高、線性熱膨脹系數(shù)小、機(jī)械強(qiáng)度高、絕熱性好的工程塑料(如聚酰亞胺或聚醚醚酮)。所述非金屬噴管元件的加工具體步驟如下(1)先根據(jù)加熱所需的溫度和機(jī)械強(qiáng)度來選擇合適的耐高溫非金屬材料；[0014](2)再根據(jù)所需噴管元件的形狀來選擇合適的成型模具和成型工藝(采用壓?；蜃⒛＜夹g(shù)將工程塑料在模具中成型)；(3)再根據(jù)設(shè)計(jì)公差進(jìn)行二次修整加工；(4)與增益發(fā)生器主體進(jìn)行裝配。本實(shí)用新型的有益效果是1、本實(shí)用新型通過采用絕熱性能好的非金屬氧碘混合噴管元件代替金屬氧碘混合噴管元件，碘蒸氣在非金屬通道內(nèi)不易冷卻凝結(jié)，使氧碘混合噴管元件不需要加熱，從而擺脫了復(fù)雜的加熱部件和附屬設(shè)備。2、本實(shí)用新型從氧碘化學(xué)激光器的角度來說，由于不加熱對諧振腔中光學(xué)元件的影響大大減小，能夠在某種程度上改善激光器的性能，從而促進(jìn)氧碘化學(xué)激光器的向?qū)嵱没l(fā)展邁進(jìn)。3、本實(shí)用新型通過采用絕熱性能好、機(jī)械強(qiáng)度與金屬相當(dāng)?shù)姆墙饘俨牧蟻碜鳛閲姽茉倔w材料，通過采用模具澆鑄的方法來實(shí)現(xiàn)噴管的加工成型，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明非金屬噴管元件能夠使氧碘化學(xué)激光器的氧碘混合噴管元件在無須加熱狀態(tài)下的工作，并且其效果達(dá)到并超過了須加熱的金屬噴管元件。4、氧碘混合噴管元件采用金屬材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員普遍存在的認(rèn)識，本實(shí)用新型克服了這種技術(shù)偏見，從而解決了長期困擾本領(lǐng)域的技術(shù)問題。

圖la-b為非金屬噴管元件結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖Ia為主視圖；圖Ib為側(cè)視圖。圖2為非金屬噴管元件三維示意圖。圖3為非金屬噴管元件與金屬噴管元件在激光輸出過程中的功率波形曲線示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖la-b、圖2所示，區(qū)別于傳統(tǒng)金屬氧碘混合噴管元件，本實(shí)用新型采用非金屬材料，所述非金屬材料為熱變形溫度高、線性熱膨脹系數(shù)小、機(jī)械強(qiáng)度高、絕熱性好的工程塑料(如聚酰亞胺或聚醚醚酮)。一種氧碘混合噴管元件，構(gòu)成包括亞音速混合段1，超音速膨脹段2，注碘腔3，噴碘孔4，T型頭5 ；亞音速混合段1和超音速膨脹段2由一長條狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，于長條狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部、沿其長邊方向設(shè)有長方形孔，其為注碘腔3 ；沿長條狀結(jié)構(gòu)的厚度方向的截面由上、下二部份構(gòu)成，截面下部為長方形、且長方形的下部寬邊為弧形邊，截面上部為三角形、三角形的底邊長度大于長方形的上部寬邊長度，三角形的底邊兩端與長方形的上部寬邊兩端采用弧線過渡連接，即沿長條狀結(jié)構(gòu)的厚度方向的截面由上部水滴狀結(jié)構(gòu)和下部的長方形結(jié)構(gòu)連接而成；長方形結(jié)構(gòu)一側(cè)為亞音速混合段1，水滴狀結(jié)構(gòu)一側(cè)為超音速膨脹段2 ；于亞音速混合段1上設(shè)有噴碘孔4，噴碘孔4 與長條狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的長方形孔相連通；于長條狀結(jié)構(gòu)一端設(shè)有垂直于其長邊方向的接頭，構(gòu)成了 T型頭5 ；接頭上開設(shè)有與注碘腔3相通的長方形孔。采用本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)(1)非金屬噴管元件本體不需要加熱；(2)擺脫了電加熱管，一部分供電系統(tǒng)，溫度控制設(shè)備；(3)非金屬材料對激光器的激勵(lì)能源單重態(tài)氧猝滅率低；(4)非金屬噴管清洗簡單，拆卸方便；(5)成批加工簡單。(6)由于噴管元件不加熱所以對激光器光學(xué)元件影響小。本實(shí)用新型與采用金屬材料相比，其相同操作的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比如下(1)傳統(tǒng)金屬噴管在2安培電流的情況下需要加熱4-5小時(shí)才能達(dá)到正常工作溫度，而非金屬噴管元件由于絕熱性好，碘在其中不至于凝結(jié)，所以不需要加熱；(2)由于非金屬材料對激光器的激勵(lì)能源單重態(tài)氧猝滅率低，所以激光器長時(shí)間工作時(shí)，功率下降幅度比傳統(tǒng)金屬噴管下降幅度小(見圖3)。
權(quán)利要求1.一種氧碘混合噴管元件，其特征在于區(qū)別于傳統(tǒng)金屬氧碘混合噴管，其采用非金屬材料；構(gòu)成包括亞音速混合段(1)，超音速膨脹段⑵，注碘腔(3)，噴碘孔(4)，T型頭(5)；亞音速混合段(1)和超音速膨脹段(2)由一長條狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，于長條狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部、沿其長邊方向設(shè)有長方形孔，其為注碘腔(3)；沿長條狀結(jié)構(gòu)的厚度方向的截面由上、下二部份構(gòu)成，截面下部為長方形、且長方形的下部寬邊為弧形邊，截面上部為三角形、三角形的底邊長度大于長方形的上部寬邊長度，三角形的底邊兩端與長方形的上部寬邊兩端采用弧線過渡連接，即沿長條狀結(jié)構(gòu)的厚度方向的截面由上部水滴狀結(jié)構(gòu)和下部的長方形結(jié)構(gòu)連接而成；長方形結(jié)構(gòu)一側(cè)為亞音速混合段 (1)，水滴狀結(jié)構(gòu)一側(cè)為超音速膨脹段(2)；于亞音速混合段(1)上設(shè)有噴碘孔(4)，噴碘孔 (4)與長條狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的長方形孔相連通；于長條狀結(jié)構(gòu)一端設(shè)有垂直于其長邊方向的接頭，構(gòu)成了 T型頭(5)；接頭上開設(shè)有與注碘腔(3)相通的長方形孔。
2.按照權(quán)利要求1所述氧碘混合噴管元件，其特征在于所述非金屬材料為熱變形溫度高、線性熱膨脹系數(shù)小、機(jī)械強(qiáng)度高、絕熱性好的工程塑料。
3.按照權(quán)利要求2所述氧碘混合噴管元件，其特征在于所述工程塑料為聚酰亞胺或聚醚醚酮；省去了金屬氧碘混合噴管元件的加熱孔和加熱管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及氧碘混合噴管元件的改進(jìn)技術(shù)，具體為一種采用非金屬材料代替金屬材料氧碘的混合噴管元件。區(qū)別于傳統(tǒng)金屬氧碘混合噴管，其采用非金屬材料；構(gòu)成包括亞音速混合段，超音速膨脹段，注碘腔，噴碘孔，T型頭；亞音速混合段和超音速膨脹段由一長條狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，于長條狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部、沿其長邊方向設(shè)有長方形孔，其為注碘腔；沿長條狀結(jié)構(gòu)的厚度方向的截面由上、下二部份構(gòu)成，截面下部為長方形、且長方形的下部寬邊為弧形邊，截面上部為三角形、三角形的底邊長度大于長方形的上部寬邊長度，三角形的底邊兩端與長方形的上部寬邊兩端采用弧線過渡連接。
文檔編號H01S3/225GK201946872SQ20102063451
公開日2011年8月24日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者張?jiān)例? 房本杰, 桑鳳亭, 金玉奇, 陳方 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所