[实用新型]一种微波激励的板条激光器

说明书

技术领域

本实用新型属于激光领域，主要用于改善气体激光器的性能。

背景技术

很多气体激光器都是由放电进行激励的，即由气体放电将原子或分子激发到上能态、然后由上能态跃迁到下能态而产生光子辐射。目前，放电激励的CO2激光每年就在200000个以上。放电激励也分几种形式：直流放电激励，高频放电激励，射频放电激励，微波放电激励。目前前三种激励方式制造的激光器都有批量产品和规模。举例说：200W以下的直流激励CO2玻璃管激光器在我国每年的产量至少超过150000个，仅日本三菱公司每年就生产约2000台2000-4000W的高功率高频CO2激光器，德国ROFIN、美国COHERENT、美国SYNRAD等公司每年生产10000台以上各类射频激励CO2激光器。到目前为止，尽管有大约20篇研究文献论述过微波激励激光，但是市场上还没有微波激励的激光器。实际上、微波激励技术有许多优点：1、微波能量能以极高的比率(接近100%)沉积到气体放电中去，产生非常均匀的稳定放电，且激光增益高、效率高、可制成紧凑的激光器；2、无内电极，因而无电极溅射，对激光气体和谐振腔镜片无污染，所以激光器的寿命长；3、能快速调制，调制频率为0-100kHz；4、无直流工作时所要求的高压潜在危险；5、可同时激励多个放电区或纵横比很大的矩形放电区；6、微波源效率高，体积小，价格低廉（家用微波炉事实上也包含微波源）。造成目前市场上还没有微波激励的激光器的主要原因还在于工程技术上的一些问题没有实质突破，不然这种价格低廉又具有许多优势的激光不会没有市场需求。

实用新型内容

针对用于目前市场上没有微波激励激光器的问题，本实用新型的目的是提供一种微波激励的板条激光器。这样的激光器效率高、功率高、成本低。

为了实现上述目的，本实用新型技术上采用了如下五种措施：1、激光器总体采用了微波激励板条激光的结构，使激光器效率高、功率高、成本低；2、激光器的放电上采用了脊波导微波放电激励的结构，使放电均匀和稳定；3、稳定激光输出采用了空腔放置室温还原剂还原放电中分解了的激光气体的结构，使激光输出长期稳定；4、稳定光腔上采用了光桥结构，使一切由热的或电的或机械的变形不影响激光输出；5、优化光束质量采用了非稳腔结构，使输出的光束为基模或准基模。

本实用新型的优点是微波激励板条激光器的放电均匀和冷却条件好，激光的稳定性好、光束质量好、效率高、功率高。

附图说明

本实用新型中的图1是微波激励的板条激光器的总体示意图。图1中：（1）是微波管，市面上的微波管价格很低廉；（2）是微波耦合匹配器，其功能是将微波功率注入激光器；（3）是隔离激光气体和大气的窗口；（4）是按照要求设计的微波脊波导的外壳；（5）和（6）是具有空腔结构和水冷却孔的两个对称的脊波导放电主体；（7）是光桥的端板之一；（8）是四根光桥支撑杆之一。图2是该激光器的两个对称的脊波导放电主体之一的俯视剖面示意图，图2中有4个水冷孔和1个用来放置室温气体还原剂的空腔。图3是该激光管的光桥结构示意图，图3中：（9）、（10）、(12)和（13）是4个光桥锁紧螺母，这样的螺母对一个具体的光桥而言有8个；（11）和（16）是两块光桥端板；（14）、（15）、（17）和（18）是4根光桥支撑杆；需要说明的是：这里所述的光桥是指一个刚性的支架，基本结构有多种，其核心是有两个光桥端板和3根或4根光桥支撑杆经螺母锁紧成为一个刚性的整体结构或直接焊接为一个刚性的整体结构；还可以是圆形管状结构、或者方型管状结构或其它结构；这些结构可以是螺纹紧固结构或直接焊接结构；组成光桥的材料可以是金属材料或非金属材料。图4是非稳腔的平面示意图，图4中：（19）是背部反射镜；（20）是具有激光放大功能的气体介质增益区；（21）是前部反射镜；（22）是激光输出窗口；（23）是基本平行的激光输出光束。

具体实施方式

本实用新型的具体实施例子如下：一个1800mm长的微波激励的板条二氧化碳激光器，放电管间距4毫米，放电长度1600毫米，放电宽度300毫米，激光气体CO2∶N2∶He的混合比例为1∶3∶5，气体压力为8kPa，光腔的反射镜由两个全反射球面镜输出透过率为100%的平面ZnSe窗口组成，这样的激光器功率可以达到2000W以上，激光光束模式为基模。