[发明专利]横流CO2激光器实用三折光腔装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器，具体地是横流CO₂激光器折叠式光学谐振腔装置。

背景技术

为获取低阶模式的激光输出，利用长腔选模特性能够尽可能得到最大的激活长度，国内外的经验表明，折叠腔是改善光束质量、提高输出功率的一种实用的技术。

然而目前通常采用的多折光学谐振腔的技术方法，虽然也能保证激光器能在较长时间内运行，但因多折光学谐振腔的结构复杂，所以在谐振腔光轴位置的调整和多镜腔的调整上具有相当的难度，因折转镜冷却的技术要求也比较严格，因此实施起来也较为繁杂，至于怎样降低寄生模的影响也是比较棘手的难题。总之，为充分保证激光器的输出光的质量、功率和密度，需要在光腔的结构、光腔折数(N)等方面，做以全面的统筹考虑，然而这些技术从设计、制作、调校以至实际使用都有一定的难度。这些问题正是目前使用的各种激光器多折光学谐振腔所存在的缺欠和不足。

发明内容

本发明的目的是针对目前激光器多折光学谐振腔所存在的问题，而提供一种新颖实用的双水道冷却循环的真空密封系统，光腔的热稳定性、可靠性大大增强的横流CO₂激光器实用三折光腔装置。

采用的技术方案是：

横流CO₂激光器实用三折光腔装置，由结构相同的前光腔体和后光腔体及窗口镜座与后反镜座调整机构组成，前、后两个光腔体包括折转镜与一体化调整机构、非同轴双波纹管机构、光腔机械定位和腔镜调整机构、光腔外部冷水循环机构，其结构特点是：

所述的折转镜与一体化调整机构，包括直冷式铜折转镜、吸收冷光阑、中间一体法兰；直冷式铜折转镜位于中间一体法兰的折转镜安装孔座内，直冷式铜折转镜的中部设置有环形冷水槽，环形冷水槽与折转镜安装孔座的内环形冷水槽相连通，直冷式铜折转镜的前端的环形口与折转镜安装孔座的外环形冷水槽相连通；吸收冷光阑圆心的两侧设有两个通光孔，一个通光孔套设在直冷式铜折转镜的外侧，另一个通光孔与中间一体法兰的透光孔相重合，通过螺丝将吸收冷光阑固定在中间一体法兰上；

所述的非同轴双波纹管机构，包括第一波纹管和第二波纹管、两片固定法兰、两片密封付法兰；第一波纹管和第二波纹管的一端分别与两片固定法兰焊接，另一端分别预先套进一可调法兰后再在端口焊接一密封付法兰；在第一波纹管和第二波纹管焊接固定法兰的一端分别密封装设在中间一体法兰的两面，第一波纹管的焊接密封付法兰的端部与端部密封付法兰用螺丝连接，第二波纹管的焊接密封付法兰的端部与激光器真空箱体上的调整方法兰用螺丝密封连接，第一波纹管和第二波纹管的轴线互有间距；

所述的窗口镜座与后反镜座调整机构，包括通用系列的窗口镜座和后反镜座、窗口镜座定位付法兰和后反镜座定位付法兰；在窗口镜座定位付法兰和后反镜座定位付法兰上分别装设有吸收光阑，窗口镜座和后反镜座分别偏心固定连接在窗口镜座定位付法兰和后反镜座定位付法兰上，窗口镜座定位付法兰和后反镜座定位付法兰分别与端部密封法兰相连接；

所述光腔机械定位和腔镜调整机构，包括光桥固定框座；前光腔体和后光腔体分别固定装设在激光器光桥前后端部的光桥固定框座上，通过固定在光桥固定框座上的三个120°均匀设置的不锈钢调整螺杆定位连接，调整螺杆两端分别穿过中间一体法兰和端部密封法兰，通过中间一体法兰和端部密封法兰两面的球面螺母和平面螺母调整锁定；

所述的光腔外部冷水循环机构，包括窗口镜冷水循环部分、前折转镜冷水循环部分、后反镜冷水循环部分、后折转镜冷水循环部分；窗口镜座冷水循环部分的冷水循环管路与窗口镜座定位付法兰的窗口镜座进水孔连通，窗口镜座定位付法兰的窗口镜座环形槽与吸收光阑的环形冷水槽相密封连接，窗口镜座定位付法兰的窗口镜座出水孔通过冷水循环管路返回冷水循环槽；