[发明专利]一种具有新型阳电极结构的二氧化碳激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器领域，特别涉及具有新型阳电极结构的二氧化碳激光器。

背景技术

由于二氧化碳激光器有比较大的功率和比较高的能量转换效率，谱线也比较丰富，其在10微米附近有几十条谱线的激光输出，所以在工业、军事、医疗、科研等方面都得到了广泛的应用。

目前的二氧化碳激光器，通常包括有放电管、套设在放电管外部的水冷管、套设在水冷管外部的储气管、分别设置在放电管两端的阴电极和阳电极、以及设置在储气管两端的输出窗和反射窗，反射窗包括有反射镜片和反射镜片冷却装置，输出窗包括有输出镜片和输出镜片冷却装置，在放电管内充以二氧化碳气体和其它辅助气体；当在电极上加高电压时，放电管中产生辉光放电，经反射镜片和输出镜片反射后形成激光束，从输出镜片中射出得到最终的激光束。

在激光器工作时，阳电极不断的放电使得阳电极处具有较高的温度，而目前的激光器中，其阳电极处的结构如图1所示，在放电管的一个端部设置有阳极室，阳极室一端与放电管和水冷管连接，另一端与储气管连接，阳电极设置在阳极室内，阳电极的外壁与阳极室的内壁紧密的贴合，实现对阳电极的固定，通过长期不断的实践研发，发明人发现，这种教科书式结构的激光器具有着严重的不足，具体如下：

首先，从电极放电的物理特性看，在强电场环境下，阳电极的放电部位通常是在其尖锐的尖端处，而阳电极的尖端处就是其端部，所以在激光器工作时，阳电极的放电通常是在其端部，而由于阳电极的外壁与阳极室内壁紧密贴合，其端部的外壁也与阳极室的内壁紧密贴合，在阳电极放电时，在其放电的部位会产生较高的温度，所以使得阳极室上与阳电极的放电端部接触的局部部位具有较高的温度，使阳极室发生不规则的变形，严重时，还可能导致阳极室局部温度过高而炸裂，而阳极室在发生变形时又会拉扯储气管，由于储气管两端设置有输出镜片和反射镜片，所以在储气管被拉扯时，输出镜片和反射镜片的对齐精度下降，进而降低激光器的输出精度；

另一方面，为了固定阳电极，避免阳电极在阳极室内滑动，在装配时，阳电极靠近放电管的端部通常是抵在水冷管的端部，由于水冷管的阻挡，使得电极端部放电的部位并不均匀稳定，即，在被水冷管端部紧密贴合的部位并不放电，而在与水冷管端部之间具有间隙的部位却一直或者间歇性的放电，阳电极内壁也偶尔发生放电现象，由于这种不规律放电现象的存在，使得激光器所产生的激光束质量并不稳定，所以也直接导致了激光器产品质量的下降。

所以，目前亟需一种既具有较高的输出精度，又具有良好的输出稳定性的二氧化碳激光器。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有二氧化碳激光器存在的上述不足，提供了一种既具有较高的输出精度，又具有良好的输出稳定性的二氧化碳激光器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有新型阳电极结构的二氧化碳激光器，包括由外向内依次套设的储气管、水冷管和放电管，所述放电管上布置有阳电极和阴电极，所述放电管上还设置有阳极室，所述阳极室为中空的筒状，所述阳极室一端与所述水冷管连接，另一端与储气管连接，所述阳电极设置在所述阳极室内，所述阳电极上距离所述阴电极较近的一端为放电端，所述阳电极的放电端与所述阳极室的内壁隔开设置，所述阳电极的放电端还与所述水冷管的端部隔开设置，所述放电端在所述阳极室内呈悬浮状态。将放电端与阳极室的内壁以及水冷管的端部隔开设置，当放电端放电时，放电端不会急剧的加热阳极室和水冷管上的局部位置，避免了在阳极室和水冷管的局部位置产生高温，减弱了阳极室和水冷管发生不规则变形的变形量，从而减弱了对储气管的拉扯，进而降低了对输出镜片和反射镜片对齐精度的影响，保证了激光器的输出精度；并且，由于阳电极的放电端与水冷管的端部隔开，所以放电端没有被阻挡，使得放电端上的放电均匀，也保证了阳电极放电的稳定性，进而提高了激光器输出质量的稳定性。

作为优选，所述阳电极为空心的筒体，所述阳电极包括有配合段和过渡段，所述配合段与所述阳极室相配合，所述过渡段的其中一端部与所述配合段平滑过渡连接，所述过渡段的另一端部朝内部逐渐收拢形成所述阳电极的放电端。通过设置过渡段，过渡段与配合段平滑过渡，避免在阳电极上出现除了端部以外的其他尖角，使得阳电极的放电都在放电端，保证激光器输出激光的质量。

作为优选，所述阳电极上沿长度方向设置有通槽，所述通槽贯通所述配合段和过渡段。在阳电极上设置通槽，使得阳电极具有一定的弹性，在装配时，先对阳电极施力，使其发生弹性变形而直径小于阳极室的内径，将阳电极插入阳极室后，松开，使阳电极压在阳极室内壁。