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一种射频二 氧化 碳 激光器

阅读：947发布：2021-02-05

专利汇可以提供一种射频二氧化碳激光器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种射频二氧化碳激光器，包括射频电源腔（3）、激光谐振腔（6）和射频馈头（1），所述的射频馈头（1）包括中心铜柱11），在中心铜柱（11）的外侧套置有陶瓷绝缘筒14），陶瓷绝缘筒（14）的底端和中心铜柱（11）的底部共同采用馈头固定环（15）固定，陶瓷绝缘筒14）的上部套置有内套筒（13），内套筒（13）的上部套置有外套筒（12），中心铜柱（11）的外壁与陶瓷绝缘筒（14）、内套筒（13）和外套筒（12）的内壁之间的绝缘间隙依次扩大。本实用新型的射频馈头本身以及安装后的密封性好、绝缘性强且不受温度变化的影响，保证激光谐振腔中工作气体的配比和气压稳定，延长激光器使用寿命。，下面是一种射频二氧化碳激光器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种射频二氧化碳激光器，包括射频电源腔（3）和激光谐振腔（6），射频馈头（1）固定在激光谐振腔（6）的顶部并依次穿过射频电源腔（3）的底部、射频电源板（2）上的通孔与射频电源输出端相连接，其特征在于：所述的射频馈头（1）包括中心铜柱（11），在中心铜柱（11）的外侧套置有陶瓷绝缘筒（14），陶瓷绝缘筒（14）的底端和中心铜柱（11）的底部共同采用馈头固定环（15）固定，陶瓷绝缘筒（14）的上部套置有内套筒（13），内套筒（13）的上部套置有外套筒（12），中心铜柱（11）的外壁与陶瓷绝缘筒（14）、内套筒（13）和外套筒（12）的内壁之间的绝缘间隙依次扩大。
2.根据权利要求1所述的射频二氧化碳激光器，其特征在于：所述的内套筒（13）和馈头固定环（15）皆采用可伐合金制成，且外套筒（12）采用镀镍不锈钢制成。
3.根据权利要求1或2所述的射频二氧化碳激光器，其特征在于：所述的内套筒（13）套置在陶瓷绝缘筒（14）上部且两者接触部位焊接固定。
4.根据权利要求3所述的射频二氧化碳激光器，其特征在于：所述的外套筒（12）套置在内套筒（13）上部且两者接触部位焊接固定，所述中心铜柱（11）的顶端伸出外套筒（12）外并向上依次穿过射频电源腔（3）的底部、射频电源板（2）上的通孔与射频电源输出端相连。
5.根据权利要求1所述的射频二氧化碳激光器，其特征在于：所述外套筒（12）的底端设有能够与激光谐振腔（6）顶部的馈头通孔紧密配合并焊接密封的内凹平台（121）用于该射频馈头（1）的安装。
6.根据权利要求1所述的射频二氧化碳激光器，其特征在于：所述陶瓷绝缘筒（14）的高度不超过中心铜柱（11）高度的一半。
7.根据权利要求1所述的射频二氧化碳激光器，其特征在于：所述中心铜柱（11）的底端伸出馈头固定环（15）且与铜带（16）相连，中心铜柱（11）底端设置的铜柱螺栓孔（17）用于连接螺栓以固定铜带（16）。
8.根据权利要求7所述的射频二氧化碳激光器，其特征在于：所述铜带（16）的另一端设有铜带螺栓孔（18），螺栓穿过铜带螺栓孔（18）将铜带（16）固定在放电电极板（4）上，放电电极板（4）的下方正对设置接地电极板（5）。
9.根据权利要求7或8所述的射频二氧化碳激光器，其特征在于：所述铜带（16）的宽度与中心铜柱（11）的直径相等。
10.根据权利要求7或8所述的射频二氧化碳激光器，其特征在于：所述铜带（16）的中部有一段半圆的弧形，该弯曲的弧形铜带（16）形成一个射频匹配电感，用于匹配射频电源中晶体振荡器和激光谐振腔（6）中由电极板和谐振线圈构成的电容电感之间的频率。

说明书全文

一种射频二氧化 碳 激光器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及激光技术领域，具体的说是一种密封性和绝缘性良好的射频二氧化碳激光器。

背景技术

[0002] 射频二氧化碳激光器一般由射频电源、射频馈头和激光谐振腔组成，其中由射频电源提供射频功率，射频馈头将射频电源输出的射频功率传递给激光谐振腔中的放电电极，放电电极对接地电极放电，激励激光工作气体产生激光。激光谐振腔是一个密封的空间，其中充填按一定比例配制的激光工作气体，激光工作气体的配比和气压会直接影响激光器性能，因此激光谐振腔应具有良好的气密性。

[0003] 射频电源在谐振腔外，放电电极在谐振腔内，射频馈头必须穿过谐振腔外壳将谐振腔外的射频功率传递到谐振腔内，这就要求射频馈头与谐振腔外壳之间应具有良好的气密性，现有技术中射频馈头由谐振腔顶部的射频馈头入口穿入谐振腔内，射频馈头与谐振腔外壳由橡皮圈密封连接，因激光器运行时射频馈头要持续的传输高频射频功率，工作温度较高，这会加速橡皮圈老化和变形，橡皮圈的老化变形会直接导致振腔外壳气密性下降，从而影响激光器的性能，减少激光器的使用寿命。发明内容

[0004] 本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种气密性良好的射频二氧化碳激光器，该射频二氧化碳激光器的射频馈头不易老化变形，并能够满足二氧化碳激光谐振腔对射频馈头气密性和绝缘性的要求。

[0005] 本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

[0006] 一种射频二氧化碳激光器，包括射频电源腔和激光谐振腔，射频馈头固定在激光谐振腔的顶部并依次穿过射频电源腔的底部、射频电源板上的通孔与射频电源输出端相连接，其特征在于：所述的射频馈头包括中心铜柱，在中心铜柱的外侧套置有陶瓷绝缘筒，陶瓷绝缘筒的底端和中心铜柱的底部共同采用馈头固定环固定，陶瓷绝缘筒的上部套置有内套筒，内套筒的上部套置有外套筒，中心铜柱的外壁与陶瓷绝缘筒、内套筒和外套筒的内壁之间的绝缘间隙依次扩大。

[0007] 所述的内套筒和馈头固定环皆采用可伐合金制成，且外套筒采用镀镍不锈钢制成。

[0008] 所述的内套筒套置在陶瓷绝缘筒上部且两者接触部位焊接固定。

[0009] 所述的外套筒套置在内套筒上部且两者接触部位焊接固定，所述中心铜柱的顶端伸出外套筒外并向上依次穿过射频电源腔的底部、射频电源板上的通孔与射频电源输出端相连。

[0010] 所述外套筒的底端设有能够与激光谐振腔顶部的馈头通孔紧密配合并焊接密封的内凹平台用于该射频馈头的安装。

[0011] 所述陶瓷绝缘筒的高度不超过中心铜柱高度的一半。

[0012] 所述中心铜柱的底端伸出馈头固定环且与铜带相连，中心铜柱底端设置的铜柱螺栓孔用于连接螺栓以固定铜带。

[0013] 所述铜带的另一端设有铜带螺栓孔，螺栓穿过铜带螺栓孔将铜带固定在放电电极板上，放电电极板的下方正对设置接地电极板。

[0014] 所述铜带的宽度与中心铜柱的直径相等。

[0015] 所述铜带的中部有一段半圆的弧形，该弯曲的弧形铜带形成一个射频匹配电感，用于匹配射频电源中晶体振荡器和激光谐振腔中由电极板和谐振线圈构成的电容电感之间的频率。

[0016] 本实用新型相比现有技术有如下优点：

[0017] 本实用新型通过在中心铜柱外依次套设陶瓷绝缘筒、内套筒和外套筒构成射频馈头的主体，该射频馈头通过中心铜柱将射频电源的射频功率传输给激光谐振腔中的放电电极板，中心铜柱外部套设的陶瓷绝缘筒保证了射频馈头良好的绝缘性，陶瓷绝缘筒依次通过由可伐合金制作的内套筒和由镀镍不锈钢制作的外套筒实现与激光谐振腔的密封连接，因可伐合金具有与陶瓷相近的线膨胀系数，因此当陶瓷绝缘筒因温度变化膨胀或收缩时，内套筒能与之同步膨胀或收缩，又因可伐合金具有金属的特性，因此能与套设在其外由镀镍不锈钢制作的外套筒焊接密封连接，最后外套筒与由金属制作的激光谐振腔的外壳焊接密封，从而实现了射频馈头与激光谐振腔外壳之间的绝缘密封连接，并且不受温度变化的影响，保证激光谐振腔中的激光工作气体的配比和气压稳定，延长激光器使用寿命，故适宜推广使用。附图说明

[0018] 附图1为本实用新型的射频二氧化碳激光器的结构示意图；

[0019] 附图2为本实用新型的射频二氧化碳激光器所采用的射频馈头的结构示意图。

[0020] 其中：1—射频馈头；11—中心铜柱；12—外套筒；121—内凹平台；13—内套筒；14—陶瓷绝缘筒；15—馈头固定环；16—铜带；17—铜柱螺栓孔；18—铜带螺栓孔；2—射频电源板；3—射频电源腔；4—放电电极板；5—接地电极板；6—激光谐振腔。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

[0022] 如图1所示：一种射频二氧化碳激光器，包括射频电源腔3和激光谐振腔6，射频馈头1固定在激光谐振腔6的顶部并依次穿过射频电源腔3的底部、射频电源板2上的通孔与射频电源输出端相连接，上述射频馈头1包括中心铜柱11，在中心铜柱11的外侧套置有陶瓷绝缘筒14，陶瓷绝缘筒14的底端和中心铜柱11的底部共同采用馈头固定环15固定，陶瓷绝缘筒14的上部套置有内套筒13，内套筒13套置在陶瓷绝缘筒14上部且两者接触部位焊接固定，内套筒13的上部套置有外套筒12，外套筒12套置在内套筒13上部且两者接触部位焊接固定，中心铜柱11的外壁与陶瓷绝缘筒14、内套筒13和外套筒12的内壁之间的绝缘间隙依次扩大；中心铜柱11的顶端伸出外套筒12外并向上依次穿过射频电源腔3的底部、射频电源板2上的通孔与射频电源输出端相连，在外套筒12的底端设有能够与激光谐振腔6顶部的馈头通孔紧密配合并焊接密封的内凹平台121用于该射频馈头1的安装。

[0023] 上述结构中，陶瓷绝缘筒14的高度不超过中心铜柱11高度的一半。内套筒13和馈头固定环15皆采用可伐合金制成，可伐合金具有与陶瓷相近的线膨胀系数，因此当激光器运行时陶瓷绝缘筒14受热膨胀时，内套筒13与陶瓷绝缘筒14同步膨胀，当激光器停止运行时陶瓷绝缘筒14降温收缩，内套筒13与陶瓷绝缘筒14同步收缩，陶瓷绝缘筒14与内套筒13在温度变化时同步膨胀和收缩的特性保证了激光谐振腔良好的气密性；与之相同的是：当陶瓷绝缘筒14温度变化时，馈头固定环15与陶瓷绝缘筒14同步膨胀或收缩，保证馈头固定环15与陶瓷绝缘筒14之间良好的配合。外套筒12采用镀镍不锈钢制成，内套筒13的材质为可伐合金，外套筒12和内套筒13紧密配合并焊接密封。

[0024] 另外中心铜柱11的底端向下伸出馈头固定环15且与铜带16相连，铜带16的宽度与中心铜柱11的直径相等，中心铜柱11底端设置的铜柱螺栓孔17用于连接螺栓以固定铜带16，铜带16的另一端设有铜带螺栓孔18，螺栓穿过铜带螺栓孔18将铜带16固定在放电电极板4上，在放电电极板4的下方正对设置接地电极板5；在铜带16的中部有一段半圆的弧形，该弯曲的弧形铜带16形成一个射频匹配电感，用于匹配射频电源中晶体振荡器和激光谐振腔6中由电极板和谐振线圈构成的电容电感之间的频率。

[0025] 本实用新型的激光器运行时射频电源板2输出高频射频功率，该功率通过中心铜柱11施加到激光谐振腔6中的放电电极板4上，中心铜柱11在传输高频射频功率过程中温度升高体积膨胀，因热传导作用，套设在中心铜柱11外侧的陶瓷绝缘筒14、内套筒13和外套筒12也同时升温膨胀，因制作内套筒13的可伐合金与陶瓷具有相近的线膨胀系数，因此陶瓷绝缘筒14和内套筒13在受热时能同步膨胀，不会因膨胀系数不一致导致陶瓷炸裂损坏射频馈头1；同理当激光器停止运行，中心铜柱11温度降低收缩时，陶瓷绝缘筒14也不会炸裂损坏。外套筒12的材质是镀镍不锈钢，制作内套筒13的可伐合金具有金属的特性，因此能与套设在其外的外套筒12焊接密封连接。

[0026] 本实用新型通过在中心铜柱11外依次套设陶瓷绝缘筒14、内套筒13和外套筒12构成射频馈头1的主体，该射频馈头1通过中心铜柱11将射频电源的射频功率传输给激光谐振腔6中的放电电极板4，中心铜柱11外部套设的陶瓷绝缘筒14保证了射频馈头1良好的绝缘性，陶瓷绝缘筒14依次通过由可伐合金制作的内套筒13和由镀镍不锈钢制作的外套筒12实现与激光谐振腔6的密封连接，因可伐合金具有与陶瓷相近的线膨胀系数，因此当陶瓷绝缘筒14因温度变化膨胀或收缩时，内套筒13能与之同步膨胀或收缩，又因可伐合金具有金属的特性，因此能与套设在其外由镀镍不锈钢制作的外套筒12焊接密封连接，最后外套筒12与由金属制作的激光谐振腔6的外壳焊接密封，从而实现了射频馈头1与激光谐振腔6外壳之间的绝缘密封连接，并且不受温度变化的影响，保证激光谐振腔6中的激光工作气体的配比和气压稳定，延长激光器使用寿命，故适宜推广使用。

[0027] 以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

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