[实用新型]封离式二氧化碳激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光器领域，特别涉及一种封离式二氧化碳激光器。可应用于激光切割，雕刻等设备上。

背景技术

在当前中小功率封离型二氧化碳激光器领域中，主要分两大结构，一种金属腔的射频激励二氧化碳激光器，这种激光器生产成本高，主要用于激光打标；另一种玻璃放电管结构的直流高压电激励二氧化碳激光器。查中国专利公开号CN2862437，其名称为封离型二氧化碳激光器，它是这样描述的：一种封离型二氧化碳激光器，有贮气管，贮气管内设置水冷管，水冷管与进、出水管连接，水冷管内设置放电管，阳电极设置在放电管一端的空腔内，该空腔外侧设置全反镜，阴电极设置在放电管另一端的空腔内，该空腔外侧设置输出反射镜，水冷管上绕装回气管，回气管的一端与贮气管相通，回气管另一端与设置有阳电极的空腔相通。该激光器与更早些市场上销售的玻璃管激光器比无明显特点和优势，它的结构和目前市场上销售的激光器都有如下缺点：当前激光器都把全反镜和输出镜都直接粘接在玻璃管口，并且管口的研磨精度很难达到预期要求，使产品品质一致性不高，输出功率和模式也很难处于最佳状态。当前激光器的储气管直径都在65毫米以下，储气量比较少，导致器件的使用寿命不长。当前激光器负电极环都采用金属片卷曲在放电管内壁，负电极在放电时温度很高，当冷却水流不畅，电极温度急剧上升，并迅速将高温传递给电极环旁侧的玻璃材料，导致玻璃放电管负电极端的不均匀膨胀而炸裂，使器件损坏。当前激光器的正电极都采用金属薄片卷曲在放电管内壁，在电场的作用下，正电极发射正离子向负极运动，在它到达负电极时俘获电子后才变成中性粒子，所以正电极放电时只有局部电极材料在起作用，根据放电特点，能量只聚集在最靠近负电极方向的正电极薄片边缘的一小点，而电极是薄片卷成的，那么这一放电点的激发面积就更少，这一点的能量作用就更高，电极材料的稳定性就降低。当前激光器的电极都是通过烧结在玻璃管壳上的金属杆将电流引入的，烧结工艺难度高，但激光器件对真空密封要求高，所以产品合格率很难提高，并且这样的结构当电极附近的镜片是半导体或导体时，电极会对镜片放电，破坏镜片膜层，影响产品地稳定使用。

查中国专利公开号CN101262112，其名称为一种新结构二氧化碳激光器，它是这样描述的：激光器输出镜不是直接粘接在玻璃管口的，而是把输出镜粘接在角度调节器的一端，角度调节器的另一端和过渡法兰片焊接在一起，再把过渡法兰片和玻璃管口用环氧树脂胶封接在一起。角度调节器用弹性较好的不锈钢材料制造，在角度调节器的中间由外向内开有调节凹槽，在靠近这个凹槽的地方由内向外开有另一调节凹槽，在由外向内开的调节凹槽的周边安装有三个以上的调节螺丝，通过调节凹槽的弹性来吸收调节螺丝紧入时的张力，从而改变输出镜的角度。激光器的全反镜也不是直接粘接在玻璃管口的，而是把全反镜粘接在一对刀口法兰的调节法兰上，为了调节法兰在调节镜片时不使镜片变形，增加调节法兰的机械强度，在调节法兰背面镜片的粘接处要向外凸出一部分，把刀口法兰的另一半固定法兰和过渡法兰片焊接上，再把过渡法兰片和玻璃管口用环氧树脂胶封接上。在固定法兰的刀口和调节法兰的刀口之间夹一个软金属垫圈，软金属垫圈可用铜，铝，银等金属制造，通过调节不同方位的夹紧螺丝的紧入程度来压缩软金属垫圈，来改变全反镜的角度。

以上内容的缺点还在于全部使用胶粘的方式实现镜片与玻璃管体或镜片与金属法兰，金属法兰与玻璃管体的连接。传统的封离式二氧化碳激光器是把构成谐振腔的输出镜片和全反射镜片分别粘贴玻璃管体或粘到金属法兰上再由金属法兰粘到玻璃管体上。这两种结构结构的激光器，在制作过程中需要将玻璃管口先由机器粗磨再由人工仔细研磨达到两端面相互平行方可达到使用要求。在人工研磨过程中由于每个人的能力不同端面研磨时间大概10-20分钟，而且对人工肉眼视力、技能熟练程度要求都非常高，在此种条件下往往还会出现光轴与谐振腔几何中心轴偏离且不垂直于谐振腔镜片的现象，很难保证两个谐振腔镜片构成光学谐振腔要求的相对位置关系。二谐振腔镜片相对位置关系是决定激光器输出激光功率、光斑（模式）的主要因素。传统二氧化碳激光器因从镜片到金属法兰再到玻璃管体用胶水封接时，胶水固化需要一定的条件比如温度和时间，高质量的胶水需要较高的价格，而且粘胶比例也会对产品性能启动限制作用，胶水本身极易造成腔内挥发污染腔镜，胶水在高压高温环境下还会释放杂质气体从而导致工作气体污染，降低激光器使用寿命。同时胶水还是一次性的消耗品，如因操作失误还会造成金属法兰和镜片报废，造成不必要的损失。技术难度大，很难批量生产，无法满足市场日益增加的需要。

发明内容