一種用于氣體激光器的放電管的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于激光領(lǐng)域，主要用于改善氣體激光器的性能；本實用新型采用了在放電管內(nèi)壁（即放電管的放電通道內(nèi)）設(shè)置導(dǎo)電圓環(huán)的結(jié)構(gòu)使放電均勻化；導(dǎo)電圓環(huán)寬度在0.1-30mm之間，圓環(huán)的數(shù)量根據(jù)需要是1個到任意多個，導(dǎo)電圓環(huán)間距可以是等距離、也可以不等距離，其間距在1-500mm之間；圓環(huán)有三種結(jié)構(gòu)：嵌入結(jié)構(gòu)、表面金屬化結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)；這樣的放電管可以獲得均勻的放電，從而使氣體激光器工作穩(wěn)定、光束質(zhì)量好、效率高、功率高。
【專利說明】—種用于氣體激光器的放電管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于激光領(lǐng)域，主要用于改善氣體激光器的性能。
【背景技術(shù)】
[0002]很多氣體激光器都是由放電進行激勵的，即由氣體放電將原子或分子激發(fā)到上能態(tài)、然后由上能態(tài)躍遷到下能態(tài)而產(chǎn)生光子輻射。目前，這樣的激勵方式幾乎占?xì)怏w激光器的80%以上、其中利用管狀放電的又占80%以上。這里的管狀放電的基本放電單元就是本說明書中的放電管，放電管的材料一般是石英、玻璃等絕緣材料。例如:二氧化碳激光器、一氧化碳激光器、準(zhǔn)分子激光器、氬離子激光器、氦氖激光器等等都采用了放電管。在這些激光器中，目前使用最多的是封離型二氧化碳激光器和軸快流二氧化碳激光器。封離型二氧化碳激光器是指一種玻璃管激光器(以下簡稱為激光管)。主要特征是在將激光管抽成真空后一次性將混合的激光工作氣體通過原始的抽氣和充氣口充入激光管內(nèi)，然后用高溫融化的辦法將原始抽氣和充氣口封閉起來，不再打開，直至激光管工作到報廢。目前二氧化碳激光管市場需求大，激光管在中國的年需求量就超過了 100000個，在全世界就超過了 200000個，其功率水平一般為10-200W。軸快流激光管的數(shù)量也達到年需求3000臺以上，其功率水平一般為1000-8000W。目前，這些管狀放電的激光的主要問題是放電不均勻，導(dǎo)致激光的穩(wěn)定性差、光束質(zhì)量差、效率低、功率低。主要原因是:1、管狀放電的電極極間距離比較大(例如150W 二氧化碳激光管的極間距離有1800mm以上)，容易引起熱收縮，嚴(yán)重時引起弧光導(dǎo)致放電無法進行；2、在氣體壓力、氣體成分比例等條件相同的條件下，極間距離越大、放電等離子體的直徑越小，任何加大放電管直徑的努力都是徒勞的，反而不利于放電過程中熱量的傳輸，導(dǎo)致放電不穩(wěn)定，這實質(zhì)上是難以獲得大體積均勻放電的問題；3、放電過程中熱量難以傳輸必然引起氣體溫度升高從而降低激光效率。處鍵入【技術(shù)領(lǐng)域】描述段落。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對用于激光器放電管放電不均勻的缺點，本實用新型的目的是提供一種用于氣體激光器的放電管。這樣的放電管可以獲得均勻的放電，從而使氣體激光器工作穩(wěn)定、光束質(zhì)量好、效率高、功率高。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了在放電管內(nèi)壁(即放電管的放電通道內(nèi))設(shè)置導(dǎo)電圓環(huán)的結(jié)構(gòu)使放電均勻化。放電管內(nèi)壁的導(dǎo)電圓環(huán)是金屬圓環(huán)、或介質(zhì)導(dǎo)電環(huán)、或半導(dǎo)體環(huán)。
[0005]幾何位置上，所設(shè)置的導(dǎo)電圓環(huán)自身的寬度在0.l-30mm之間，在同一放電管內(nèi)，圓環(huán)自身的寬度可以是同一的也可以是不同一的，圓環(huán)的數(shù)量根據(jù)需要是I個到任意多個，導(dǎo)電圓環(huán)之間的距離可以是等距離設(shè)置也可以不等距離設(shè)置、其距離在1-500_之間。
[0006]具體設(shè)置結(jié)構(gòu)上，所設(shè)置的導(dǎo)電圓環(huán)主要有以下三種結(jié)構(gòu)方式:一是金屬嵌入結(jié)構(gòu)、二是玻璃或石英管表面金屬化結(jié)構(gòu)、三是金屬薄膜結(jié)構(gòu)。
[0007]由于導(dǎo)電圓環(huán)改變了放電管的電場分布，使放電得到了均勻化的處理，這樣就抑制了氣體放電過程中的熱收縮，增加了放電等離子體的直徑，有效地增加了均勻放電的體積，因此解決了氣體激光器放電穩(wěn)定性差、光束質(zhì)量差、效率低、功率低的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]本實用新型采用了兩種基本結(jié)構(gòu)。圖1是均勻圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其中:(1)是放電管，其材料是石英或玻璃等絕緣材料；(2 )和(3 )是放電管兩端的放電電極；(4 )是若干個導(dǎo)電圓環(huán)；圖1中示意的導(dǎo)電圓環(huán)自身寬度是相同的、其間距也是均勻的。圖2是非均勻圓環(huán)結(jié)構(gòu)，它與圖1基本相同，所不同的是導(dǎo)電圓環(huán)自身寬度是不相同的、其間距也是非均勻的。
【具體實施方式】
[0009]本實用新型的具體實施例子如下:一個1800mm的玻璃管二氧化碳激光器，放電管內(nèi)徑12mm，在放電管內(nèi)壁設(shè)置自身寬度為2mm的導(dǎo)電環(huán)、導(dǎo)電環(huán)之間的間距為5mm，抽真空后充入CO2: N2: He的混合比例為1: 3: 5的混合氣體為工作物質(zhì)，氣體壓力為6kPa，觸發(fā)電壓42-45kV，放電工作電壓32-38kV，放電電流36_40mA，光腔由曲率半徑為6000mm的鍍金全反射鏡和輸出透過率為50%的平面ZnSe鏡組成，抽真空并充氣后接通激光電源，這樣的激光器功率可以達到160W以上，激光光束模式為基模。
【權(quán)利要求】
1.一種用于氣體激光器的放電管，其特征在于:在放電管內(nèi)壁的放電通道內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電圓環(huán)使放電均勻化；放電管內(nèi)壁的導(dǎo)電圓環(huán)是金屬圓環(huán)、或介質(zhì)導(dǎo)電環(huán)、或半導(dǎo)體環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣體激光器的放電管，其特征在于:導(dǎo)電圓環(huán)自身的寬度在0.l_30mm之間,在同一放電管內(nèi)，圓環(huán)自身的寬度可以是同一的也可以是不同一的，圓環(huán)的數(shù)量根據(jù)需要是I個到任意多個，導(dǎo)電圓環(huán)之間的距離可以是等距離設(shè)置也可以不等距離設(shè)置、其距離在l_500mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣體激光器的放電管，其特征在于:導(dǎo)電圓環(huán)主要有三種以下結(jié)構(gòu)方式，一是金屬嵌入結(jié)構(gòu)、二是玻璃或石英管表面金屬化結(jié)構(gòu)、三是金屬薄月吳結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01S3/03GK203521881SQ201320230947
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月2日
【發(fā)明者】陳清明 申請人:陳清明