[发明专利]用于轴快流气体激光器的放电管

说明书

技术领域

本发明涉及激光器件的结构设计领域，尤其涉及一种用于轴快流气体激光器的放电管的结构设计。

背景技术

放电管是构成轴快流激光器谐振腔的核心部件之一，其进口和出口分别设置有阳极及阴极。激光器工作时，放电管的两极之间通有直流高压电，工作气体在气体循环泵的带动下快速通过放电管，气体在放电管内形成辉光放电，放电功率一部分转换为激光功率输出，更大的一部分转换为使气体升温的热能。放电时气体在放电管内的速度分布、湍流分布及气体流量极大的影响着放电均匀性及稳定性，进而影响激光器的整体性能。放电管的具体结构直接影响气体流量、速度分布及湍流分布状况。

目前应用的放电管大体上存在如附图1至3所示的三种类型。

图1中所示为直管型放电管，其包括直管11，在所述直管11的管壁上开设有开口12，并于所述开口12处设有阳极，于所述直管11的管端为气体出口13，并于所述气体出口13处设有阴极。工作时，所述阳极与阴极外接直流高压电，所述开口12外接的管件通常为内径比所述直管11内径更大，如此，当工作气体由所述开口12进入所述直管11后将形成湍流效应，工作气体在气体循环泵的带动下由所述开口12进入所述直管11内部后，将形成光辉放电从而产生激光。此类直管式放电管的特点在于放电稳定，但其气体流量较小，激光功率不高。

图2中所示为十字型放电管，此类放电管是针对直管型放电管功率不高进行的一种改进设计，其包括相互气路连通的直管21及垂直所述直管21的垂管，其外观呈“十字型”，所述垂管的一侧为进气口22，并于所述进气口22设有阳极，所述垂管的另一侧设有预电离电极23，所述直管21的管端为气体出口24。此种放电管的气体流量较大，但因所述直管21与垂管（特别是垂管进气口22一侧）的交叉处管道狭窄，工作气体在由进气口22进入后得不到充分均匀扩散就已经到达所述气体出口24。可见此类十字型放电管存在工作气体气流速度及湍流分布不均匀的不足，不利于产生稳定放电。

图3为十字鼓包型放电管，此类放电管是针对十字型放电管放电不稳定进行的一种改进设计，其包括相互气路连通的直管31及垂直所述直管31的垂管，其外观呈“十字型”，所述垂管的一侧为进气口32，并于所述进气口32设有阳极，所述垂管的另一侧设有预电离电极33，所述直管31的管端为气体出口34，所述直管31与所述垂管的交叉处35呈鼓包状，即其在十字型放电管的基础上增设一鼓包结构。如此，当放电管工作时，工作气体由所述进气口32进入放电管后，可在鼓包状的交叉处35扩张，有处于提高工作气体在所述直管31的湍流均匀程度，但所述直管31与垂管相互交叉，工作气体由所述垂管的进气口32进入后，部分流至所述垂管的另外一端，造成部分气流的回旋，从而造成管路气体阻力的增大，导致气体流量较小。另外，在工作气体进入所述直管31的初始阶段仍然存在速度分布与湍流强度分布不均匀的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，旨在提供带二次混合结构的轴快流气体激光器的放电管结构，该放电管能够降低管路气体阻力，使放电管内形成均匀的速度分布及均匀的湍流，使得气体增益介质分布均匀，利于放电。

本发明是这样实现的，用于轴快流气体激光器的放电管，包括依次气路连通的进气管部分、鼓包结构、二次混合结构、直管部分及气体出口，所述进气管部分设有阳极，所述气体出口设有阴极，所述二次混合结构的径向尺寸大于所述直管部分的径向尺寸。

具体地，所述鼓包结构中沿气路流通的纵向尺寸大于横向尺寸。

具体地，所述二次混合结构设有预电离电极。

具体地，所述进气管部分与所述鼓包结构之间的第一连接部断面呈圆弧状。

具体地，所述鼓包结构与所述二次混合结构之间的第二连接部呈缩口状。

具体地，所述第二连接部断面呈圆弧状。

具体地，所述第二连接部靠所述鼓包结构的一侧断面呈斜坡状。

具体地，所述二次混合结构与所述直管部分之间的第三连接部断面呈圆弧状。

具体地，所述鼓包结构、二次混合结构、直管部分及气体出口中心线在同一直线上；所述进气管中心线与所述鼓包结构、二次混合结构、直管部分及气体出口中心线垂直。