二氧化碳激光器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種二氧化碳激光器，旨在提供一種能將負電極上的熱量在傳導過程中就被冷卻介質帶走并且不會對零部件造成腐蝕的結構，該結構切斷了從負電極到安裝法蘭的熱量傳遞路線，對輸出反射鏡進行高效保護,其技術方案要點是，將不銹鋼彈簧替換為導電環套；導電環套包括集電環以及導電柱；集電環具有封閉空腔；進氣導電柱與出氣導電柱內均設有通孔；通孔的一端均與集電環內的封閉空腔連通；過渡法蘭上設有進氣嘴以及出氣嘴，過渡法蘭內還設有過渡法蘭內氣道，該法蘭內氣道分別與所述導電柱內通孔的另一端，連通本實用新型適用于中小功率的二氧化碳激光器。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及激光器領域，更具體地說，它涉及一種二氧化碳激光器，該激光使 用空氣替代水對負電極區域進行冷卻，使得輸出鏡片得到最大程度的保護。 二氧化碳激光器
【背景技術】
[0002] 當前，市場上的二氧化碳激光器主要分為兩類，一類是金屬腔的射頻激勵二氧化 碳激光器，這種激光器生產成本高，主要用于激光達標，另一種是玻璃放電管結構的直流高 壓電激勵二氧化碳激光器，也是本發明涉及的激光器。
[0003] 玻璃放電管結構的二氧化碳激光器主要結構有儲貯氣管，貯氣管內設置水冷管， 水冷管與進、出水管連接，水冷管內設置放電管，陽電極設置在放電管一端的空腔內，該空 腔外側設置全反鏡，陰電極設置在放電管另一端的空腔內，該空腔外側設置輸出反射鏡，水 冷管上繞裝回氣管，回氣管的一端與貯氣管連通，回氣管另一端與設置有陽電極的空腔相 通。
[0004] 上述激光器負電極環都采用金屬片卷曲在放電管內壁，然后通過承接部件將其與 過渡法蘭連接，通常，承接部件為一不銹鋼彈簧，過渡法蘭上設有負極引線，電流通過負電 極環、承接部件、過渡法蘭以及與該過渡法蘭電連接的負電極引線傳遞到外部電源中。負電 極在放電時溫度很高，并且負電極上的高溫會通過承接部件傳遞到位于前端安裝法蘭內的 輸出反射鏡上，因此通常會在安裝法蘭外再套接一個水冷管，但當冷卻水流不暢，電極溫度 急劇上升，高溫被迅速傳遞給輸出反射鏡，從而破壞反射鏡膜層，影響產品的穩定使用，并 且，使用水冷會在安裝法蘭處產生水垢，對輸出反射鏡和法蘭造成腐蝕。 實用新型內容
[0005] 針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種能將負電極上的熱量 在傳導過程中就被冷卻介質帶走并且不會對零部件造成腐蝕的結構，從而切斷從負電極到 安裝法蘭的熱量傳遞路線，對輸出反射鏡進行高效保護。
[0006] 為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：一種二氧化碳激光器，包括輸 出反射鏡水冷管、安裝法蘭、位于安裝法蘭內部通孔處的輸出反射鏡、過渡法蘭、位于過渡 法蘭上的負電極引線、一端與過渡法蘭抵觸的承接部件以及套接在該承接部件另一端的負 電極環，所述承接部件為導電環套；該導電環套包括與所述負電極環末端抵觸的集電環，以 及一端固定連接在所述集電環上并且另一端固定連接在所述過渡法蘭上的導電柱；其中；
[0007] 所述集電環為具有封閉空腔的金屬導管；
[0008] 所述導電柱沿所述過渡法蘭軸線的方向設置在所述集電環上，并且該導電柱至少 包括一條進氣導電柱以及一條出氣導電柱，所述進氣導電柱與出氣導電柱內均設有用于輸 送冷空氣的通孔；所述通孔的一端均與所述集電環內的封閉空腔連通；
[0009] 所述過渡法蘭上設有進氣嘴以及出氣嘴，該過渡法蘭內還分別設有與進氣嘴以及 出氣嘴連通的過渡法蘭內氣道，該過渡法蘭內氣道分別與所述進氣導電柱的通孔以及出氣 導電柱的通孔另一端連通。
[0010] 通過采用上述技術方案，可以預見，電流通過負電極環、集電環、導電柱、過渡法蘭 以及負電極引線流入外部電源構成回路，外界的冷空氣可以通過進氣嘴進入過渡法蘭內氣 道，先對過渡法蘭進行冷卻，然后冷空氣進入進氣導電柱內的通孔，對進氣導電柱進行冷 卻，并且通過進氣導電柱對其周圍的氣體也同時進行冷卻，然后冷空氣再進入集電環內的 封閉空腔，對集電環進行冷卻的同時，也將負電極環上的大量熱量通過集電環傳遞到冷空 氣內，被冷空氣吸收，吸收了熱量的冷空氣進入出氣導電柱內的通孔，此時繼續冷卻出氣導 電柱以及周圍的氣體，從而冷空氣變為較熱空氣，通過出氣嘴通往外界，由此可見，通過該 冷卻過程，過渡法蘭、導電柱、集電環都被冷空氣冷卻著，所以負電極環的熱量在通往安裝 法蘭的傳遞過程中就被冷空氣吸收并排出裝置外，而且由于使用的是空氣，則不會對零部 件產生腐蝕。
[0011] 本實用新型進一步設置為：所述導電柱沿所述集電環周向均勻分布。
[0012] 本實用新型進一步設置為：所述導電柱上還設有沿所述過渡法蘭徑向向外設置的 散熱片。
[0013] 通過采用上述技術方案，導電柱沿集電環周向均勻分布，則導電柱不會影響到集 電環中間的光路，并且均勻分布的導電柱也使得冷卻均勻，散熱片的存在可以加速對周圍 空氣熱量的吸收，從而起到更好的冷卻效果，并且將其沿過渡法蘭徑向向外設置可以使散 熱片不影響中間的光路。
[0014] 本實用新型進一步設置為：所述過渡法蘭與所述導電柱連接部位設有金屬固定環 套，該金屬固定環套一端固定在所述過渡法蘭上；所述導電柱穿設在金屬固定環套內。
[0015] 通過采用上述技術方案，金屬固定環套可以更好的將導電柱固定在過渡法蘭上， 增強導電柱的穩定性，并且由于導電柱穿設在金屬固定環套內，那么金屬固定環套相當于 增大了導電柱的換熱面積，提升對周圍氣體的冷卻效果。
[0016] 本實用新型進一步設置為：所述進氣嘴以及出氣嘴外壁鍍有絕緣層。
[0017] 通過采用上述技術方案，具有電絕緣性的進氣嘴以及出氣嘴可以對外部冷空氣提 供設備提供保護，避免發生意外。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型二氧化碳激光器實施例的總體結構示意圖；
[0019] 圖2為圖1中A部分的局部放大圖；
[0020] 圖3為本實用新型二氧化碳激光器實施例的負電極以及前段零部件斜仰視結構 圖；
[0021] 圖4為圖3中的B-B剖視圖；
[0022] 圖5為本實用新型二氧化碳激光器實施例的負電極以及前段零部件斜俯視結構 圖。
[0023] 附圖標注：1、導電環套；11、過渡法蘭；111、過渡法蘭內氣道；112、負電極引線； 12、氣嘴；121、進氣嘴；122、出氣嘴；13、負電極環；14、導電柱；141、散熱片；142、封閉空 腔；143、集電環；144、進氣導電柱；145、出氣導電柱；15、金屬固定環套；16、通孔；17、光 路；2、安裝法蘭；21、輸出反射鏡；22、調節管；3、貯氣管；4、水冷管；5、放電管。
【具體實施方式】
[0024] 參照圖1至圖5對本實用新型二氧化碳激光器實施例做進一步說明。
[0025] 從圖1可以看出，導電環套1設置在貯氣管3的前端，負電極環13位于放電管5 前端，冷卻管4的冷卻區域部分覆蓋了負電極環13所在的位置。導電環套1包括與負電極 環13末端抵觸的集電環143,以及一端固定連接在集電環143上并且另一端固定連接在過 渡法蘭11上的導電柱14,如圖5所示，其中，導電柱14沿過渡法蘭11的軸線設置在集電環 143上，這里的固定方式可以是直接焊接，如圖2所示。
[0026] -個優選的方案是，導電柱14沿集電環143周向均勻分布，這樣分布的好處是導 電柱14內若通有冷空氣，就可以更好的給周圍氣體換熱。
[0027] -個優選的方案是，導電柱14上設有沿過渡法蘭11徑向向外分布的散熱片141， 如圖3所示，這樣可以更好的起到與周圍氣體熱交換的效果，而且不影響光路17,散熱片 141可以焊接在導電柱14上。
[0028] -個優選的方案是，過渡法蘭11與導電柱14連接部位設有金屬固定環套15,該金 屬固定環套15-端固定在過渡法蘭11上，導電柱14穿設在金屬固定環套內，如圖4所示， 金屬固定環套15與過渡法蘭11的固定方式也可以是直接焊接，而金屬固定環套15內可以 預先鉆出與導電柱14相適配的孔，然后將導電柱穿過這些孔與過渡法蘭11連接，設置金屬 固定環套15的好處是不但增強導電柱14的穩定性，并且由于導電柱14穿設在金屬固定環 套內15,那么金屬固定環套15相當于增大了導電柱14的換熱面積，提升對周圍氣體的冷卻 效果。
[0029] 其工作機制為：
[0030] 電流通過負電極環13、集電環143、導電柱14、過渡法蘭11以及負電極引線112流 入外部電源構成回路，這時放電管5起輝，光線通過光路17以及位于安裝法蘭2內的輸出 反射鏡21射出，此時負電極環13會產生高溫。
[0031] 外界的冷空氣可以通過冷卻塔或者制冷機制出，然后通過進氣嘴121進入過渡法 蘭內氣道111，先對過渡法蘭11進行冷卻，然后冷空氣進入進氣導電柱144內的通孔16,對 進氣導電柱144進行冷卻，并且通過進氣導電柱144以及其上的散熱片141對其周圍的氣 體也同時進行冷卻，然后冷空氣再進入集電環143內的封閉空腔142,對集電環143進行冷 卻的同時，也將負電極環13上的大量熱量通過集電環143傳遞到冷空氣內，被冷空氣吸收， 吸收了熱量的冷空氣進入出氣導電柱145內的通孔16,此時繼續冷卻出氣導電柱145以及 周圍的氣體，從而冷空氣變為較熱空氣，通過出氣嘴122通往外界。
[0032] 由此可見，通過該冷卻過程，過渡法蘭11、導電柱14、集電環143都被冷空氣冷卻 著，所以負電極環13的熱量在通往安裝法蘭2的傳遞過程中就被冷空氣吸收并排出裝置 夕卜，而且由于使用的是空氣，則不會對零部件產生腐蝕。
【權利要求】
1. 一種二氧化碳激光器，包括輸出反射鏡水冷管、安裝法蘭、位于安裝法蘭內部通孔處 的輸出反射鏡、過渡法蘭、位于過渡法蘭上的負電極引線、一端與過渡法蘭抵觸的承接部件 以及套接在該承接部件另一端的負電極環，其特征在于：所述承接部件為導電環套；該導 電環套包括與所述負電極環末端抵觸的集電環，以及一端固定連接在所述集電環上并且另 一端固定連接在所述過渡法蘭上的導電柱；其中； 所述集電環為具有封閉空腔的金屬導管； 所述導電柱沿所述過渡法蘭軸線的方向設置在所述集電環上，并且該導電柱至少包括 一條進氣導電柱以及一條出氣導電柱，所述進氣導電柱與出氣導電柱內均設有用于輸送冷 空氣的通孔；所述通孔的一端均與所述集電環內的封閉空腔連通； 所述過渡法蘭上設有進氣嘴以及出氣嘴，該過渡法蘭內還分別設有與進氣嘴以及出氣 嘴連通的過渡法蘭內氣道，該過渡法蘭內氣道分別與所述進氣導電柱的通孔以及出氣導電 柱的通孔另一端連通。
2. 根據權利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于：所述導電柱沿所述集電環周 向均勻分布。
3. 根據權利要求2所述的二氧化碳激光器，其特征在于：所述導電柱上還設有沿所述 過渡法蘭徑向向外設置的散熱片。
4. 根據權利要求1或2或3所述的二氧化碳激光器，其特征在于：所述過渡法蘭與所 述導電柱連接部位設有金屬固定環套，該金屬固定環套一端固定在所述過渡法蘭上；所述 導電柱穿設在金屬固定環套內。
5. 根據權利要求1或2或3所述的二氧化碳激光器，其特征在于：所述進氣嘴以及出 氣嘴外壁鍍有絕緣層。
【文檔編號】H01S3/041GK203911217SQ201420297422
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】張瑜 申請人:臺州市漢金光電科技有限公司