[发明专利]射频激励双通道不等长波导二氧化碳激光器电极

说明书

本发明提出一种射频激励双通道不等长波导二氧化碳激光器电极。

现有的射频激励双通波导二氧化碳激光器的双通道共用同一上下电极。而且是等长的，由于这种等长的双通道间隔很近，输出的两束激光锁模输出，合成一束激光，实际上相当于一台激光器。

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种不等长波导二氧化碳激光器电极。

本发明的原理和结构是：两个不等长波导通道共用下电极，上电极分开，两个波导通道间距较远，两通道电极在同一真空容器内，下电极水冷，上、下电极用金属铝，波导侧壁用Al₂O₃陶瓷，电极并联多个电感，并联谐振于射频源频率。谐振腔可选择平一平腔或平一凹腔。射频注入点在长通道电极上，两上电极通过铜板或铜线连接。射频源与激光头之间的匹配网络采用“L”型或“T”型匹配网络，两电极上并联多个谐振电感，使电极和电感并联谐振于射频源的工作频率。本发明的具体结构是：下电极1为凹状空心铝，在下电极1左上端面压有两片陶瓷片2、3，陶瓷片2、3相隔一条缝，在下电极1右上端面压有两片陶瓷片4、5，陶瓷片4、5相隔一条缝，长上电极6压紧在陶瓷片2、3上，形成长波导通道；短上电极7压紧在陶瓷片4、5上，形成短波导通道，两个波导通道间距为30-60毫米。陶瓷片2、3为Al₂O₃陶瓷。本发明的工作原理是：当激光器采用上述电极结构时，长短电极在一定间距上并联一些谐振电感，使其谐振于射频源频率，射频功率注入点在长电极中心处，这样可以保证加在两通道电极上的电压基本相等，易于双通道同时放电。长短通道上并联一些谐振电感，同时可使沿电极纵向的射频电压均匀分布，保证长短通道放电均匀。当在两通道同时加上谐振腔片后，可获得强弱不同的两束激光输出。

本发明具有以下优点：(1)结构紧凑，小型，由于长、短通道电极在同一真空容器内，减少了激光器的重量和体积。(2)造价低，长、短通道电极共用一个射频电源，可节省一个射频电源。(3)效率高。两个通道共用一个电极，相当于增加了单位长度的气体放电体积，提高了电光转换效率。

图1为本发明原理结构图

图2为本发明图1的俯视图

实施例：当长通道长400mm，短通道长200mm，两通道间隔60mm时，波导截面为2.25×2.25mm²，采用水冷，所用射频源的功率0～300W可调，频率为120MHz，射频源能量通过50Ω传输电缆线及阻抗匹配网络注入到激光头中，两通道电极并联8个谐振电感，并联谐振于120MHz。采用平-平腔时，在射频输入功率200W，充气气压6×10³Pa，非最佳气体比例CO₂∶N₂∶He＝1∶1∶4时，双通道同时获得激光输出，其中长通道输出激光功率8W，短通道输出4W，同为EH₁₁模。