[发明专利]水冷二氧化碳激光器

说明书

二氧化碳波导激光器，包括细长的谐振器腔和细长的电源腔。谐振器和供电腔被水冷散热器分隔开。

技术领域

本发明一般涉及通过射频(RF)放电通电的二氧化碳(CO₂)激光器。本发明特别涉及这种激光器的冷却装置。

背景技术

波导CO₂激光器用于几种精密激光加工操作中，特别是各种基板材料中的钻孔。在这种操作中，激光器以脉冲方式操作，激光器的输出光束由电流计反射镜驱动到要钻探孔的基板上的位置。

所有这样的激光器的问题在于，在激光器在静止时段之后接通的预热时间段内，本领域技术人员被称为“指向”的输出光束方向逐渐变化。这是由于激光器的温度升高、复杂的机电设计和激光器的构造。这种指向变化不利地影响电流计反射镜对光束的转向，有时甚至不能以所需精度执行钻孔。

只要激光器保持接通，激光温度并且因此光束指向在一定时间段(例如5分钟)后稳定，使得电流计导向可重现。然而，这个稳定期代表了钻孔操作中的生产周期。需要一种CO₂波导激光器的设计和构造，如果不能完全消除指向稳定期，则可以减少。

发明概述

在一个方面中，依照本发明的激光器设备包括细长的填充气体谐振器腔，包括激光器-谐振器单元和细长的射频(RF)电源腔，包括用于在所述谐振器单元中激励气体的RF电源。谐振器和电源腔彼此平行对齐，并且被细长的水冷散热器空间分隔开。谐振器和电源单元与水冷散热器热交流。

附图简述

并入并构成说明书的一部分的附图示意性地示出了本发明的优选实施例，并且与以上给出的一般描述以及下面给出的优选实施例的详细描述一起用于解释本发明。

图1是依照本发明示意性描述CO₂波导激光器设备的一个优选实施方案的透视图，包括被水冷散热器分隔开的细长的谐振器腔和细长的电源腔。

图1A是通常沿图1的方向1A-1A看到的横截面图，示意性描述包括集成冷却凹槽的图1的激光器的谐振器腔、电源腔和散热器的细节。

图1B是示意性描述图1A的散热器中集成冷却凹槽的进一步细节的纵向剖视图。

图2是依照本发明示意性描述CO₂波导激光器设备的另一优选实施方案的透视图，其类似于图1的激光器，但其中散热器的集成冷却凹槽被蛇形冷却管道取代。

图2A是通常沿图2的方向2A-2A看到的横截面图，示意性描述图2的激光器的冷却管道的细节。

图2B是通常沿图2的方向2B-2B看到的透视截面图，示意性描述图2的激光器的冷却管道的进一步细节。

发明详述

现在转向附图，其中类似的特征用相同的附图标记表示，图1、图1A和图1B依照本发明示意性描述CO₂波导激光器设备的一个优选实施方案20。在细长的铝挤压件22中限定细长的谐振器腔24和细长的电源腔26。谐振器和供电腔由散热器28分隔开，散热器28是挤出件22的不可分割的部分。

电源腔26是具有安装在印刷电路板(PCB)51上的电气元件(未示出)的RF电源50。PCB 51支撑在与其热交流的散热器28上。谐振器腔24是包括陶瓷板40的谐振器单元25，其中加工有波导凹槽42。谐振器腔24由其中安装有谐振器镜32的端板30气密地密封。谐振器镜限定具有延伸穿过波导凹槽的谐振器轴的“折叠”谐振器。谐振器腔含有包含二氧化碳的激光气体混合物。电源腔26由顶板34和端板36包围(见图1)。