专利汇可以提供一种两镜腔高功率阵列气体激光器的构建方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 为一种两镜腔高功率阵列气体 激光器 的构建方法及装置,涉及光学工程和激光应用领域。主要是由 放电管 配置和激励并在两镜腔作用下获得高功率二 氧 化 碳 激光或 一氧化碳 激光的方法及装置。本发明提供的两镜腔高功率阵列气体激光器,其振荡光束在激光器 谐振腔 内交于一点,在输出镜镜面上呈对称分布,有效地避免了输出镜局部功率 密度 过大引起的非线性效应和 温度 过高引起的热透镜效应。其特征在于将多支放电管按照对称的方式放置在激光器上,利用直流电源激励并在两镜腔作用下输出高功率 激光束 的构建方法及装置。器件具有功率大、光束 质量 好、结构紧凑、体积小的优点,是光学工程和激光应用领域的主要器件之一。,下面是一种两镜腔高功率阵列气体激光器的构建方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种两镜腔高功率阵列气体激光器的构建方法,是使用石英管或玻璃管作为放电管,多根放电管呈对称分布,放电管轴线相交于谐振腔内一点,使用由凹面全反射镜和输出镜组成的两镜腔,放电管内气体介质经放电激励后并在两镜腔作用下,从输出镜输出激光;
当放电管内的混合气体为二氧化碳、氮气、氦气且各个谐振腔镜的反射和透射是针对波长为10.6 的,则输出二氧化碳激光,当放电管内的混合气体为一氧化碳、氮气、氦气且各个谐振腔镜的反射和透射是针对波长为5.3 的,则输出一氧化碳激光;二维两镜腔高功率阵列气体激光器是由多根放电管对称放置在同一平面内,各个放电管的轴线关于激光器对称轴对称,且相交于同一公共交点,各个放电管的轴线及末端连线构成等腰三角形,公共交点为等腰三角形的顶点,放电管轴线为等腰三角形的腰,放电管末端连线为等腰三角形的底;三维两镜腔高功率阵列气体激光器是由多根放电管对称放置在同一圆锥面上,各个放电管的轴线交于同一公共交点,即为圆锥顶点,各个放电管的末端在同一平面内,即为圆锥底面,各个放电管的轴线即为圆锥母线位于同一圆锥面上;其特征在于各个凹面全反射镜的轴线与凹面全反射镜所对应的放电管的轴线重合并交于公共交点;输出镜的第一反射面为球面,其特征在于该球面的曲率中心与各个放电管的轴线或各个凹面全反射镜的轴线重合于同一公共交点,振荡光束在凹面全反射镜和输出镜的第一反射面之间振荡,从输出镜输出的激光束为会聚的阵列激光束,利用会聚透镜可获得平行的或会聚的阵列高功率二氧化碳或一氧化碳激光束。
2.按照权利要求1的方法,所述的二维两镜腔高功率阵列气体激光器的放电管关于激光器对称轴对称,按照放电管与激光器对称轴的夹角由小到大可分为第一等腰三角形、第二等腰三角形、第三等腰三角形等等,激光器对称轴为各个等腰三角形的高;所述的三维两镜腔高功率阵列气体激光器的放电管位于圆锥面上且关于激光器对称轴对称,按照圆锥顶角由小到大可分为第一圆锥面、第二圆锥面、第三圆锥面等等,激光器对称轴为各个圆锥面的高,在这些圆锥面上可对称地放置较多的放电管。
3.按照权利1、2的要求,所述的二维两镜腔高功率阵列气体激光器的装置包括石英放电管或玻璃放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、放电阳极(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、凹面全反射镜(15)、(16)、(17)、 (18)、(19)、 (20)、(21)、组合镜(22)、放电管第一支架(23)、放电管第二支架(24)、输出镜(25)、第一会聚镜(26)、第二会聚镜(27)、放电总阴极(28)、储气室(29)、公共交点(30);
1) 所述的凹面全反射镜(15)、(16)、(17)、 (18)、(19)、 (20)、(21)的中心位于同一球面上,构成组合镜(22),各个凹面全反射镜分别与放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)左端面的距离均为5cm,凹面全反射镜的横向尺寸均为20mm,曲率半径均为2m;
2) 所述的放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)长1.2m,直径12mm,被放电管第一支架(23)和放电管第二支架(24)固定在系统对称轴上,各个放电管左端密封,右端与放电管第二支架(24)密封连接;
3) 所述的放电阳极(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)分别固定在放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)上,且到放电管左端距离均为5cm;
4) 所述的输出镜(25)的第一反射面为球面,其曲率中心与放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)的轴线的交点或凹面全反射镜(15)、(16)、(17)、 (18)、(19)、 (20)、(21)的轴线的交点重合,即为所述的公共交点(30),公共交点(30)到放电管第二支架(24)的水平距离为40cm,输出镜(25)的第一反射面的曲率半径为0.6m;
5) 所述的储气室(29)将放电管第二支架(24)与输出镜(25)密封连接,放电总阴极(28)密封连接在储气室(29)上;
6) 所述的第一会聚镜(26)位于系统对称轴上,到输出镜的距离为80cm、所述的第二会聚镜(27) 位于系统对称轴上,到输出镜的距离为140cm;
7) 按照权利1、2的要求,所述的二维两镜腔高功率阵列气体激光器,其特征在于凹面全反射镜(15)、(16)、(17)、 (18)、(19)、 (20)、(21)与输出镜(25)分别构成第一两镜腔、第二两镜腔、第三两镜腔、第四两镜腔、第五两镜腔、第六两镜腔、第七两镜腔,放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)的轴线分别与上述七个两镜腔的轴线重合;利用电源激励放电管内由二氧化碳、氮气、氦气组成的混合气体,或放电管内由一氧化碳、氮气、氦气组成的混合气体,则从输出镜输出二氧化碳激光或一氧化碳激光,其特征在于从各个谐振腔输出的激光束相交于公共交点(30),在输出镜面上对称地分布在同一直线上,有效地减小了输出镜镜面上局部功率密度过大引起的非线性效应和温度过高引起的热透镜效应;从输出镜(25)输出的阵列激光束经第一会聚镜(26)后变成平行阵列激光束,再经第二会聚镜(27)后变成会聚的阵列激光束;高功率二维阵列激光束可用于激光工业加工,如平面切割、表面处理等。
4.按照权利1、2的要求,所述的三维两镜腔高功率阵列气体激光器的装置包括石英放电管或玻璃放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、放电阳极(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、凹面全反射镜(17)、 (18)、(19)、 (20)、(21)、(22)、(23)、(24)、组合镜(25)、放电管第一支架(26)、放电管第二支架(27)、放电总阴极(28)、储气室(29)、输出镜(30)、会聚镜(31)、激光器第一支架(32)、激光器第二支架(33)、激光器第三支架(34)、激光器第四支架(35)、激光器第五支架(36)、激光器第六支架(37);
1) 所述的凹面全反射镜(17)、 (18)、(19)、 (20)、(21)、(22)、(23)、(24)的中心位于同一球面上,构成组合镜(25),各个凹面全反射镜分别与放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)左端面的距离均为5cm,凹面全反射镜的横向尺寸均为20mm,曲率半径均为
2m;
2) 所述的放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)长1.2m,直径12mm,被放电管第一支架(26)和放电管第二支架(27)固定在系统对称轴上,各个放电管左端密封,右端与放电管第二支架(27)密封连接;
3) 所述的放电阳极(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)分别固定在放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)上,且到放电管左端距离均为5cm;
4) 所述的输出镜(30)的第一反射面为球面,其曲率中心与放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)的轴线的交点或凹面全反射镜(17)、 (18)、(19)、 (20)、(21)、(22)、(23)、(24)的轴线的交点重合,即为所述的公共交点,公共交点到放电管第二支架(27)的水平距离为40cm,输出镜(30)的第一反射面的曲率半径为0.6m;
5) 所述的储气室(29)将放电管第二支架(27)与输出镜(30)密封连接,放电总阴极(28)密封连接在储气室(29)上;所述的会聚镜(31)位于系统对称轴上,到输出镜的距离为80cm;所述的组合镜(25)放置在所述的激光器第一支架(32)上、所述的放电管第一支架(26)放置在所述的激光器第二支架(33)上、所述的放电管第二支架(27)放置在所述的激光器第三支架(34)上、所述的输出镜(30)放置在所述的激光器第四支架(35)上、所述的会聚镜(31)放置在所述的激光器第五支架(36)上、激光器支架(32)- (36)放置在所述的激光器第六支架(37)上;
6) 按照权利1、2的要求,所述的三维两镜腔高功率阵列气体激光器,其特征在于凹面全反射镜(17)、 (18)、(19)、 (20)、(21)、(22)、(23)、(24)与输出镜(30)分别构成第一两镜腔、第二两镜腔、第三两镜腔、第四两镜腔、第五两镜腔、第六两镜腔、第七两镜腔、第八两镜腔,放电管(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)的轴线分别与上述八个两镜腔的轴线重合;利用电源激励放电管内由二氧化碳、氮气、氦气组成的混合气体,或放电管内由一氧化碳、氮气、氦气组成的混合气体,则从输出镜输出二氧化碳激光或一氧化碳激光,其特征在于从各个谐振腔输出的激光束相交于公共交点,在输出镜面上对称地分布在同一圆周上,有效地减小了输出镜镜面上局部功率密度过大引起的非线性效应和温度过高引起的热透镜效应;从输出镜(30)输出的阵列激光束经会聚镜(31)后变成平行阵列激光束;高功率三维阵列激光束可用于激光工业加工,如激光切割、激光焊接、激光打孔、激光表面处理等。
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