[实用新型]新型激光聚光腔

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器的聚光装置，具体的说，涉及的是一种紧包式激光聚光腔，可广泛应用于固体、液体激光器中。

背景技术

完整的激光器通常有聚光腔、激光工作物质、光学谐振腔、泵浦光源以及冷却系统构成。聚光腔是激光器件中的重要部件，它的作用是将从泵浦光源(通常是气体灯或半导体激光器)发出的辐射汇聚到激光工作物质上(通常是激光棒、含有气体或液体的管)。聚光腔除了给泵浦光源和激光工作物质之间提供良好耦合之外，还决定激光工作物质上泵浦密度的分布，从而影响到输出激光光束的均匀性、发散度和光学畸变。通常激光工作物质和泵浦灯同时安装在聚光腔内，合理设计聚光腔的结构和冷却通道是决定激光腔工作性能的重要条件。

目前在固体激光器中广泛使用有金属聚光腔、陶瓷聚光腔、聚四氟乙烯聚光腔等。金属聚光腔是利用莫些高反射率金属物质的镜面反射作用，在抛光的金属腔体内表面电镀金、银等高反射膜，将光反射会聚。长期使用后，金属反射面会发生氧化、腐蚀等反应，导致反射效率下降，影响激光转换的效率。陶瓷聚光腔是利用了高发射率的陶瓷作为聚光腔体，具有耐高温、耐腐蚀等特点。但陶瓷腔体的加工和生产比较困难，成本较高。长期使用反射面会吸附杂质，影响发射效率。聚四氟乙烯聚光腔则是利用高密度压制的聚四氟乙烯作为腔体，如国内专利CN93240961.X记录了一种用聚四氟乙烯树脂粉末压制的高漫反射型激光腔体，其特点是反射率高，耐腐蚀，重量轻，容易制备。缺点是不耐高温，不适合在大功率或高能量的激光下使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有激光聚光腔中的不足，在对上述聚光腔的进行技术革新改造的基础上，提供一种耐高温、耐腐蚀、反射效率高、制作成本相对较低而又使用寿命长的激光聚光腔。

本发明的目的是这样来实现的：一种新型激光聚光腔，包括左右端盖、腔体外壳，左右端盖内设置有冷却液通道，腔体外壳内固定设置有一透明的石英套管，石英套管与腔体外壳之间形成一个包裹在石英套管周围的封闭空腔，石英套管内平行设置有光源管通道和激光棒通道，光源管通道和激光棒通道的左右两端分别与设置在左右端盖内的冷却液通道相通，左右端盖的左右外端面上对应光源管通道和激光棒通道的位置分别设置有光源管通孔和激光棒通孔，在腔体外壳与石英套管之间形成的封闭空腔中填充有高反射率的粉末。

光源管通道内最好还设置有防紫外辐射石英管；石英套管的外壁最好打毛处理。作为本实用新型的一种优选方案：在所述的石英套管内可以设置有一根激光棒通道和两根光源管通道，并且激光棒通道设置于两根光源管通道之间。

使用时将适合尺寸的光源管和激光棒分别插入石英套管内的光源管通道和激光棒通道内，其两端分别固定于左右端盖的光源管通孔和激光棒通孔内、并且做密封处理，工作时向一侧端盖冷却液通道中通入冷却液，冷却液经光源管通道和激光棒通道中的环形空隙流向另一侧并排出，流动的冷却液带走光源管和激光棒工作时产生的大量热量。

本实用新型的新型激光聚光腔由于采用了整块透明石英材料加工成的石英套管，在其外围空腔内填充包裹具有高反射率的粉末，形成一个漫反射表面，能把气体灯发出的辐射均匀地汇聚到激光工作物质如激光棒上。这种结构即利用了石英材料的耐高温、耐腐蚀的特性，又具备了高反射率粉末轻质、高反射率的特性，而且制作方便、成本也不高，耐污性能良好、使用寿命更长。

冷却液体流经端盖通道、石英套管内的通道，带走气体灯和激光工作物质上的多余热量。同时由于石英套管有效的隔绝了反射面和冷却液体，使得反射面不再受到冷却液体的污染，而透明石英材料的良好物理化学特性使得辐射能够最大程度的穿透石英材料到达激光工作物质上，并且耐腐蚀、耐高温。石英套管的外壁最好打毛处理也更有利于形成均匀的漫反射。

放置气体灯的光源管通道内镶嵌防止紫外线的特殊石英滤光管，以吸收由气体灯辐射内不需要的紫外波段的光线。激光腔体和石英套管通过端盖密封，使冷却液体能够顺利的流经管道，带走由于辐射产生的热量。

附图说明

图1是本实用新型新型激光聚光腔的结构示意图；

图2是设置有防紫外辐射石英管的石英套管结构示意图，其中：图2a为石英套管内设置两根光源管通孔和一根激光棒通孔的结构；图2b为石英套管内设置一根光源管通孔和一根激光棒通孔的结构。

图中：1.端盖        2.冷却液通道   3.腔体外壳    4.石英套管

      5.光源管通道  6.激光棒通道   7.光源管通孔  8.激光棒通孔