[发明专利]一种用于轴快流气体激光器的偏轴进气放电玻璃管

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器件，具体为一种用于轴快流气体激光器的偏轴进气放电玻璃管。

背景技术

放电玻璃管是轴快流气体激光器的核心单元之一，进气口和出气口处分别设置有阳极和阴极。一旦在阴、阳电极之间加上高电压，就会在玻璃管中形成气体放电通道，放电等离子体在外置风机的作用下快速通过放电区，注入到放电等离子体中的电功率，一部分转换为激光功率输出，另一部分转化为热能使气体温度升高，放电所产生的高温气体经过热交换器进行冷却后重复循环使用，以降低运行成本并得到较高的光电转化效率。放电管中等离子体的大体积均匀性和稳定可靠性，直接决定了输出激光的光束质量和激光器的整机性能。而放电管的具体结构对放电均匀性和稳定性有着直接的影响。

图1所示是典型的传统十字型放电管结构。垂直进气部分1，同时也是阳极针的安装部位；出气口2的外面临接阴极环；预电离电极安装部位3与进气部分1同轴；水平直管部分4是辉光放电区域，也是激光增益振荡放大区域；直管部分4的轴线5与进气部分1的轴线6(也就是预电离安装部位3的轴线)相交，是一种轴对称进气方式，存在气体湍流不充分及增益介质流场分布不均匀的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于轴快流气体激光器的偏轴进气放电玻璃管，该放电玻璃管可形成充分、有效的湍流，具有气体增益介质流场分布均匀、对称饱满的特点。

本发明提供的用于轴快流气体激光器的偏轴进气放电玻璃管，包括相通的垂直进气部分和水平直管部分，其特征在于：水平直管部分和垂直进气部分的连接部位为“鼓包状”，即连接部位的纵向长度大于垂直进气部分的外径，连接部位的横向直径大于水平直管部分的外径，连接部位的水平方向与水平直管部分圆弧过渡相连；水平直管部分的轴线和垂直进气部分的轴线之间的最短垂直距离大于零。

本发明的偏轴进气结构特点明显有别于传统的十字型放电管中的轴对称进气方式。采用偏轴进气方式，可以形成充分、有效的湍流，因此具有气体增益介质流场分布均匀、对称饱满的特点，从结构上保证了放电管中稳定的大体积辉光放电，这样也就为得到理想的对称均匀和稳定可靠的输出激光光束质量提供了保障。

附图说明

图1是一种传统轴对称进气放电玻璃管(十字型放电管)的结构示意图，其中1(a)为纵向侧视图，1(b)为横向截面图；

图2是本发明提供的偏轴进气放电玻璃管的第一个实例的结构示意图，其中2(a)为纵向侧视图，2(b)为横向截面图；

图3是本发明提供的偏轴进气放电玻璃管的第二个实例采用外插方式的结构示意图，其中3(a)为纵向侧视图，3(b)为横向截面图。

图4是本发明提供的偏轴进气放电玻璃管的第二个实例采用直接烧结方式的结构示意图，其中4(a)为纵向侧视图，4(b)为横向截面图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。

如图2所示，本发明提供的放电玻璃管的结构为：垂直进气部分1，同时也是阳极针的安装部位；出气口2，外面临接阴极环安装部位；水平直管部分4是辉光放电区域，也是激光增益振荡放大区域；

水平直管部分4和垂直进气部分1的连接部位8为“鼓包状”，即连接部位8的纵向长度大于进气部分1的外径，连接部位8的横向直径大于水平直管部分4的外径，连接部位8的水平方向与直管部分4圆弧过渡相连，垂直方向与进气部分1相连。水平直管部分4的轴线5和直线7之间的距离大于零。直线7是指与水平直管部分的轴线5相交，并且与垂直进气部分的轴线6平行的直线。

图2所示结构中，由于水平直管部分4的轴线5和直线7之间的距离大于零，则直管部分4的轴线5和进气部分1的轴线6不相交，偏差一段距离，形成偏轴进气特点。这种结构特点可使气流在鼓包8处形成充分、有效的湍流后再进入水平直管部分4。

图3是具有偏轴进气结构特点的另一种典型放电玻璃管，区别仅在于图2无预电离电极设置，而图3有预电离电极安装部位3，其轴线9与过轴线5的垂直线7有一个夹角45度，对该夹角的要求不是很严，可以在一定范围内变化(如0～90度)。具体的预电离电极可以是以外插方式安装于部位3，也可以将预电离电极10直接烧结在部位3处(如图4)。

无论放电管是否设置预电离电极，本偏轴进气方式的使用效果均不受影响。