專利名稱：超百瓦功率的銅蒸氣激光器的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種激光平均功率達到百瓦以上的超百瓦功率的銅蒸氣激光器。
已有技術(1)1990年Andrew Kearsley和(2)Shimpey Shirayama等提出了由一種非定形絕熱介質外加真空熱屏層結構組成的激光頭的高功率銅蒸氣激光器。
(3)1992年發明人Nobutada Aoki等提出的銅蒸氣激光器的激光頭結構如圖1所示。在內置銅粒15，二端有放電電極11的激光放電管9的外圍與其同軸心置有玻璃筒7；在放電管9與玻璃筒7之間填滿了第一非定形絕熱介質層8和第二非定形絕熱介質層16；在玻璃筒7與高壓絕緣筒5連同水冷回流套6之間是真空熱屏層14。玻璃筒7和高壓絕緣筒5連同水冷回流套6的二端分別通過二只中法蘭4用多只“O”形密封圈3與陰極頭2和陽極頭10為真空封接。陰極頭、陽極頭出光端窗口都封有玻璃板12。置于激光頭兩端的平凹全反射鏡1與輸出平面鏡13構成激光諧振腔。
上述已有技術所提出的激光頭結構均系用二種非定形絕熱介質層8、16及真空熱屏層14的絕熱結構，其結構復雜，制作工藝難度大。且在制造激光頭的過程中，使用非定形絕熱介質時，造成環境嚴重污染，影響操作人員的身心健康，并且影響激光器的使用壽命及輸出功率。
本實用新型的目的為克服上述已有技術中的缺陷，簡化激光頭的結構，消除非定形絕熱介質對環境的污染和操作人員的毒害；并提高激光器的使用壽命和輸出激光功率。
本實用新型激光器的激光頭結構如圖3所示。放電管9內置有銅粒15，兩端同軸心置有分別與陰極頭2和陽極頭10連接的放電電極11。陽極頭10和陰極頭2的一端分別通過二只中法蘭4用“O”形密封圈3與玻璃筒7為真空封接，而陽極頭10和陰極頭2與高壓絕緣筒5連同水冷回流套6之間無需真空封接，因玻璃筒7與高壓絕緣筒5連同水冷回流套6之間是大氣層18。放電管9連同兩端的放電電極11與玻璃筒7之間是中間薄二端厚(填滿中間空間)的單一定形絕熱介質層17，激光頭二端的出光窗口同樣封有玻璃板12。置于激光頭兩端有平凹全反射鏡1與輸出平面鏡13構成激光諧振腔。
本實用新型優點是1.本實用新型激光頭中只用一種定形絕熱介質層17，而已有技術需用二種非定形絕熱介質層8、16，所以本實用新型不僅節省了一種絕熱介質，簡化了結構和工藝，而且消除了絕熱介質對操作人員和環境的污染。
2.本實用新型激光頭中革除了已有技術中真空熱屏層14，不僅進一步簡化了結構和工藝，而且提高了激光器的使用壽命，以致提高激光器輸出功率。
圖1為已有技術(3)發明人Nobutada Aoki等所提出的高功率銅蒸氣激光器的結構圖。
圖2為本實用新型的超百瓦功率的銅蒸氣激光器的結構圖。
實施例如圖2所示的結構，其激光頭的陰極頭2、陽極頭10、中法蘭4、水冷回流套5全為不銹銅材料制成；玻璃筒7為內徑14.6cm，長245.8cm的石英玻璃筒；放電管9為內徑6.5cm；長220cm的高純陶瓷管，放電管9內放置5～10克銅粒。在放電管9與玻璃筒7之間置有由ALC定形的陶瓷纖維絕熱介質層17，此絕熱介質層17的二端較厚，中間較薄，為的是使放電管9內壁的軸向溫度能夠均勻地保持在1000℃以上。放電前，石英玻璃筒內被預先抽成3～5×10-4乇的真空，然后充10～30乇的Ne氣。電極11為內徑6.5cm的銅筒電極。激光器在510.6nm和578.2nm綠色和黃色二波長處的激光平均輸出功率達到110瓦，綠光與黃光的份量之比為2∶1，每個激光脈沖的脈寬為40ns，峰值功率大于500KW。比已有技術在同樣條件下，激光功率大有提高。
權利要求1.一種超百瓦功率的銅蒸氣激光器，包含激光頭和激光諧振腔，激光頭的結構是在內置銅粒(15)兩端有放電電極(11)的激光放電管(9)的外圍并與放電管(9)同軸心置有玻璃筒(7)，放電管(9)兩端的放電電極(11)分別連有陰極頭(2)和陽極頭(10)，陰極頭(2)和陽極頭(10)通過中法蘭(4)和“O”形密封圈(3)分別與高壓絕緣筒(5)和水冷回流套(6)相連；激光諧振腔是由置于激光頭兩端的凹面全反射鏡(1)和輸出平面鏡(13)所構成；其特征在于在激光頭中，放電管(9)連同兩端放電電極(11)與玻璃筒(7)之間是單一定形絕緣介質層(17)，玻璃筒(7)與高壓絕緣筒(5)連同水冷回流套(6)之間是大氣層(18)。
2.依照權利要求1的銅蒸氣激光器，其特征在于置于放電管(9)連同兩端放電電極(11)與玻璃管(7)之間的單一定形絕緣介質層(17)是中間薄兩端厚的介質層。
專利摘要一種超百瓦功率的銅蒸氣激光器,輸出激光束平均功率超過百瓦。因為在激光器的激光頭中,于激光放電管連同兩端放電電極與置于放電管同軸心外圍的玻璃筒之間是中間薄兩端厚的單一定形絕緣介質層,同時在玻璃筒與高壓絕緣筒連同水冷回流套之間是大氣層。所以整體激光器與已有技術采用二種非定型絕熱介質層和真空熱屏層的結構相比,具有結構簡單,無介質對環境污染,對操作人員無損害,提高了激光器的使用壽命及激光器的輸出功率。
文檔編號H01S3/227GK2282284SQ9622210
公開日1998年5月20日 申請日期1996年10月30日 優先權日1996年10月30日
發明者陶永祥, 尹憲華, 陳林, 楊燕 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所