[发明专利]一种光学谐振腔中的腔镜防污染方法及专用装置

说明书

技术领域

本发明涉及高功率氧碘化学激光器，具体地说是一种光学谐振腔中的腔镜防污染方法及专用装置。本发明在发生器和腔镜盒之间，安置腔镜防污染设置。采用密封高电压引入、高精度防旁路串气和自由电子高效荷电新技术，实现低气压、大极距负电晕放电静电除尘。由于该装置能有效防止污染颗粒进入腔镜盒而不妨碍激光器正常运行，因而能满足激光器对腔镜防污染设置的要求。

背景技术

腔镜作为激光器的重要单元器件与高能量COIL系统的几个关键指标(功率、光束质量及出光时间)直接有关。腔镜污染造成局部的热吸收加剧，最终使膜系的破坏阈值下降，反射率降低，热变形增大。表现为腔镜被破坏，光束质量随出光时长出现蜕变。

激光器的主体设备相关部分如图1所示。混合喷管所产生的水滴、碱性液滴及碘的气相液相混和物，可以通过气流的扩散进入光腔盒。原来存留在腔内的污染颗粒，也会在激光器工作时形成气溶胶。这些污染颗粒会对腔镜形成污染，从而严重影响激光器输出的光束质量。

发明内容

氧碘化学激光器光学谐振腔在出光过程中腔体内不可避免的出现由反应气流流经发生器及超音速氧碘混合喷管所产生的水滴，碱性液滴，碘的气相液相混和物，腔内悬浮的腐蚀物质颗粒等物质。上述物质在压力不均的腔内会形成局部的扩散，不可避免的有部分污染物会附着到谐振腔中的腔镜上，由于强光的作用，腔镜污染物将造成局部的热吸收加剧，热变形增大，最终使膜系的反射率降低，破坏阈值下将。因此本发明提出通过氧碘化学激光器腔镜防污染装置来实现腔镜对污染物的防护，从而达到保护腔镜，提高输出光束质量的目的。

本发明的目的在于提供一种光学谐振腔中的腔镜防污染方法及专用装置，采用腔镜防污染设置，在不妨碍激光器正常运行的前提下，有效防止上述污染颗粒对腔镜的污染，从而实现保护光学元件提高激光输出光束质量的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种光学谐振腔中的腔镜防污染方法，在氧碘化学激光器的光腔盒与氧碘混合喷管间设置磁电晕除尘器，采用低气压负直流高压磁增强电晕放电，对穿越光腔盒入口的污染颗粒进行荷电及污染物的扑集净化，达到腔镜防污染的目的。

所述腔镜防污染方法的专用装置，于氧碘化学激光器的光腔盒与氧碘混合喷管间设置磁电晕除尘器，磁电晕除尘器通过波纹管分别与光腔盒和氧碘混合喷管相连；

所述磁电晕除尘器，即腔镜防污染方法的专用装置包括筒状主壳体，主壳体内表面涂敷有绝缘层，于主壳体内对应设置有放电极组和接地极，于主壳体上设置有引出绝缘子，放电极组通过引出绝缘子与外界的高压电缆相连；接地极与主壳体的外壁相连，并接地。

可于引出绝缘子外侧设置有高压防护套；可在主壳体的两端分别设置有用于与波纹管相固接的接口法兰。

本发明的有益效果：

1、对腔镜进行防污染防护；本发明在发生器和腔镜盒之间，安置腔镜防污染设置。

2、防止污染物进入光腔盒；采用密封腔高电压引入、高精度防旁路串气和自由电子高效荷电等新技术，实现低气压、大极距负电晕放电静电除尘。

3、改进强激光的光束质量。由于该防污染设置能有效防止污染颗粒进入腔镜盒而不妨碍激光器正常运行，因而能满足激光器对腔镜防污染设置的要求。

附图说明

图1为本发明氧碘化学激光器主体设备相关部分结构示意图；

图2为本发明腔镜防污染装置简图。

具体实施方式

一种光学谐振腔中的腔镜防污染方法，其主要思路是利用静电力实现谐振腔通道中的液滴、杂质和微尘等污染物的去除。在通过高压电场进行电离的过程中，使污染物尘粒荷电，并在电场的作用下使尘粒沉积在捕集器上，由此去除各种污染物，实现氧碘化学激光出光过程中腔镜镜面不被污染，从而提高腔镜的使用寿命，保证系统可靠运转。

(1)首先是防污染装置模块与谐振腔为一整体设计；

(2)光腔盒与混合喷管间设置磁电晕除尘器；

(3)该装置中的磁电晕除尘器，可以实现无旁路串气，即确保所有进入光腔盒的气溶胶颗粒必须经过磁电晕除尘器的净化；

(4)磁电晕除尘器应该能对所有扩散进荷电区的污染颗粒进行高效荷电和捕集，有效防止污染颗粒向光腔盒扩散，从而避免腔镜面的污染；

(5)同时强调工作压力为低气压的放电电极设计。

本发明设计的氧碘化学激光器光学谐振腔结构如图1所示，防污染装置作为光腔系统的一部分进行设计和安装。