[实用新型]高功率激光束安全终止器

说明书

本实用新型是一种防止激光束污染环境，保护人体健康防止激光事故如火灾的安全工具。

激光技术已成为科学实验、医疗和工业加工等领域强有力的手段，得到越来越广泛的应用。利用高功率激光束与物质相互作用形成了激光打孔机，激光切割机，激光焊接机等，高功率激光器实质上是一种特殊的“释能武器”，它接触到某种物质会立即发生严重的破坏作用，如引起火灾、爆炸等意外事故，但是激光束未被抵挡或限制又会产生意想不到的破坏作用。用耐火砖能抵挡高功率激光束，但经过短的时间，激光束可将其烧穿，同时把耐火砖中的铍等有害物质蒸发为气体或金属微粒散发在工作间造成环境污染，对人体健康会造成不良后果。因此高激光束在非加工时间，如科研生产，维修等情况下。

在上海光机所实验室内使用的一种高功率激光终止器如图1所示，它由具有进光孔3的前盖2，内壳5和外壳6构成有水道的筒体、山字形反射锥4、后盖20、冷却水道包括进水口18、筒体内壳5和外壳6构成的环形分叉水道及水管8构成，主要用于千瓦级二氧化碳激光束的终止，该激光束终止器的缺点是：反射锥4是由实体的铜制成，铜尽管是热的良导体，但锥尖到水必竞有相当的厚度，强激光照射锥尖产生的热量很大，一时还难于快速将热传给水，被在水道中的流水带走，而且筒体中的水道为环形水道，每两个环形水道之间只有一处相通，这样在自来水的普通压力下，流水不畅，因此该激光束终止器只适用于较低功率的激光束终止，否则起反射作用的锥尖非常容易被烧坏甚至烧穿，铜在激光高热蒸发下产生铜离子和铜蒸汽游离空间，对附近工作人员的身体是有害的。

本实用新型的目的就是对上述现有激光束终止器进行改进，提供一种特别是连续高功率激光束终止器。

本实用新型的改进主要有三：

1、改善反射锥与流水之间的热传递，其措施是：由实体纯铜的山字形反射锥改成为壳形结构的单一反射锥；将筒体内壳与外壳之间的环形分叉水道改为环绕筒体内壳的螺旋形水道，因而水道中之水将连续不停的流动，增大了内壳与螺旋水道中流水的热交换，水流畅通，将筒体的热和反射锥尖的热快速带走，保持反射锥和筒体内壳的铜不至达到熔融绕穿的目的。

2、将高功率激光照射产生的铜蒸汽通过气道随时抽走，不致逸出空间，影响操作人员的人体健康。3、为了使用方便，便于激光束终止器的调节，对支承座进行了设计。

为此，本实用新型由前盖、筒体、反射锥后盖、气道、冷却水道和支承座等部分组成。

前盖由耐高温的材料构成，中央有进光孔，前盖与筒体外壳固定；

筒体的内壳和外壳之间有围绕筒体的螺旋水道，以便带走激光多次反射至筒体而产生的热量；

反射锥，确切地说是一壳形反射锥，它轴对称地安放在筒体后端，后盖过直径焊有一导水片，导水片的形状与反射锥壳密切配合，当后盖和导水片一起插人反射锥腔时，将锥腔分割成在锥腔尖端位置相通的上半锥腔和下半锥腔，反射锥与筒体内壳之间，后盖与筒体外壳之间均有一O型密封圈，当旋压在筒体外壳上的压盖将后盖压紧时，由于O型密封圈的作用，形成滴水不漏的一部分水道。

气道由排气管一端通筒体内，另一端连气室而成。

冷却水道按水流的方向依次由穿过后盖的进水管、下半锥腔、上半锥腔、螺旋水道、水管及其喷咀(尖形水咀)组成，水管穿过气室而且尖形水咀正好位于气室的瓶颈口的中央，瓶颈口的延伸段形成出水、出气口。

支承座根据不同要求事实上可以任意选取，或设计加工。例如可以随意调节进光孔高度的支承机构。可以调节俯仰角的支承机构，以扩大它的空间使用范围。

反射锥的材料一般应选取耐激光照射、吸光性能较好且易传热的为好，反射锥的锥角可有很多角度选择，以使部分反射激光在筒体内多次反射后而不反射出筒体为准，这也是综合考虑筒体长度选择的依据。冷却水道的口径选取以一般自来水压力下流通能较好地把反射锥和筒体的热量带走，不致因激光产生的热而造成反射锥和筒体熔化烧穿。