CN1034898C - 高重复频率高平均功率激光器 - Google Patents
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Abstract
一种采用旋转火花隙开关的脉冲电激励激光器，包括激光器放电电极(8，9)，全反射铜镜(10)，输出耦合镜(7)，放电电容(5，6)，旋转火花隙开关。开关的固定电极(4)通过放电电容(5，6)与激光器主放电电极(8，9)相连。本发明的机械旋转火花隙开关能承受很大的脉冲能量和很高的脉冲电压。并可以在很高的重复频率下运转。在放电电路阻抗不匹配的情况下不易损坏，易于维修，工作时不需预热时间，本发明的高重复频率高平均功率激光器可广泛用于红外光子离解，光泵红外激光器及激光雷达等应用中。
Description
本发明属于激光器，特别是采用旋转火花隙开关的高重复频率，高平均功率的激光器。
在高压脉冲电激励激光器中广泛使用的高压开关是闸流管和火花隙。在高重复频率高平均功率运转条件下，闸流管因其自身的问题，已不太适合用在这种激光器中。而对通常的火花隙开关有许多特殊的要求。由于相邻两个脉冲时间间隔变短，在球隙中气体的电离及放电后形成的残余物质不能充分排除，使开关的稳定性变坏甚至由于“连弧”而完全不能工作。在高重复频率下，需要采取高速气流移去放电后的残余气体代之以新鲜气体，这需要消耗附加的泵功率，并使装置变得庞大。由于重复使用次数大大增加，当球隙的放电电极被腐蚀后，其稳定性大大下降。
本发明的目的是提出一种使用旋转火花隙开关的高重复频率，高平均功率的激光器。
本发明的主要特点是用旋转火花隙为开关的固定电极(4)通过放电电容(5)与激光器的放电电极(6)相联。
本发明采用机械旋转的火花隙开关作为高压脉冲电激励激光器的高压开关，它能承受很大的脉冲能量和很高的脉冲电压。可靠性高，可以在很高的重复频率下运转。在放电电路阻抗不匹配的情况下，不易损坏，并且易于维修。工作时不需要予热时间。本发明的高重复频高平均功率TEA CO2激光器为激光加工工艺提供了一种新的可能性，并可广泛用于红外多光子离解、光泵红外激光器及激光雷达等应用中。
图1是旋转火花隙开关示意图。
图中1是绝缘转盘，2是马达，3是旋转电极，4是固定电极。
图2是脉冲电激励气体激光器示意图。
图中5、6是主放电电容，7是输出耦合镜，8、9是主放电极，10是全反射铜镜。
图3是激光器与旋转火花隙开关连接剖面图。
图中8、9是主放电电极，11是金属腔体，12是预电离火花针列阵，13是热交换器，14是切向风机，15是导流板。
下面结合附图论述本发明。由图1所示的旋转火花隙是在一对固定放电电极(4)之间增加一个附加旋转电极(3)，旋转电极(3)装在一个由马达(2)带动的高速旋转的绝缘盘(1)上，当旋转电极(3)旋转至固定电极对(4)的角度方位时开关接通，当旋转电极转开时开关断开。设两个固定电极间的距离为D旋转电极的高度为L，则开关打开时有效放电间隙为D-L(开关关闭时放电间隙为D)由于比值D/D-L可以设计得很大，因此可靠性极高，可以作到100％，该间隙比为1.5～10合适。
图2所表示的是一个顺序放电的激光器。在同一个激光器内将数对放电电极串联在一起，每个放电电极分别与数个固定电极中的一个相连，放电电极对数与固定电极对数应相等。
激光器中的放电电极可从1组多至10组。当连接电容器的固定电极连接在一起时，此电路就成为一般的同步放电电路的激光器。采用旋转火花隙顺序放电的激光器可使高重复频率高平均功率的激光器成为可能，该方案不仅对CO2激光器适用，而且适用于其它高重复频率高功率电激励激光器，如准分子激光器，CO激光器。
下面给出本发明的一个实例，由图3给出的激光器是紫外光预电离横向激励大气压CO2激光器，由二个相同的组件组成。每个组件包括一对主放电电极(8)或(9)，预电离火花列阵(12)，切向风机(14)和热交换器(13)。组装在一个直径为60cm钢制园筒形外壳中(11)，主放电电极加工成特殊的剖面，在两个电极问形成均匀电场，提供一个60cm×2.5cm×2.5cm的放电激活体积。预电离火花列阵由20对钨针组成，位于放电电极的一个侧面，气体流的下游，每对钨针在电学上通过预电离电容并联到主放电电极(8)、(9)上。所用的旋转火花隙开关，固定电极(4)为1对，旋转电极为3个，安装旋转电极的绝缘转盘由一个频率稳定的马达驱动，马达转速可调节，最大转速为6000转/分，对于最大马达转速可得到激光脉冲重复频率为300HZ。主放电电容C(5，6)由高压直流电源，经过电感谐振充电至大约二倍电源电压。***体混合比CO2∶N2∶He＝1∶1∶4，加少量H2和CO作为气体催化还原剂，可提高一次充气的寿命。采用切向风机使激光混合气体循环流动，其结构非常紧凑。驱动风机的马达位于激光器腔体之外。当风机转速为3000转/分时，在激活区内产生30m/s的横向气流，在300HZ重复频率下得到清洗系数为4，(清洗系数是气流在脉冲重复周期内移动的距离和放电宽度之比)。激光谐振腔由一个铜凹面全反射镜(10)和一个部分透射的输出耦合镜(7)组成。相距2.2m。激光谐振腔被固定在由殷钢制成的光桥上，并采取了减震措施，以避免风机马达所产生的振动的影响，激光输出平均功率随脉冲重复频率线性地增长，在充电电压为17kv时，得到最大输出功率1.5KW。
Claims (4)
1、一种高重复频率高平均功率激光器，包括放电电容器(5、6)，激光器放电电极(8、9)，全反射镜(10)，输出耦合镜(7)，其特征是用旋转火花隙为开关的固定电极4通过放电电容(5、6)与激光器放电电极(8、9)相连，旋转电极(3)放置在固定电极(4)中间，所说的旋转电极(3)固定在绝缘转盘(1)上，转盘(1)由马达(2)带动。
2、按权利要求1所述的激光器，其特征为固定电极之间的间距与火花隙有效放电间隙之比值为1.5至10。
3、按权利要求1所述的激光器，其特征为绝缘转盘1上对称地配置旋转电极，所说的固定电极数与一个激光谐振腔中串联的放电电极对数相对应。
4、按权利要求1或3所述的激光器，其特征为激光谐振腔中可串联的放电电极数为1-10。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0398330A2 (en) * | 1989-05-17 | 1990-11-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Discharge exciting pulse laser device |
| RU797512C (ru) * | 1979-08-06 | 1993-12-15 | Предприятие П/Я Р-6476 | Импульсно-периодический газовый лазер |
| RU867263C (ru) * | 1980-05-28 | 1993-12-15 | Предприятие П/Я Р-6476 | Импульсно-периодический газовый лазер |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU797512C (ru) * | 1979-08-06 | 1993-12-15 | Предприятие П/Я Р-6476 | Импульсно-периодический газовый лазер |
| RU867263C (ru) * | 1980-05-28 | 1993-12-15 | Предприятие П/Я Р-6476 | Импульсно-периодический газовый лазер |
| EP0398330A2 (en) * | 1989-05-17 | 1990-11-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Discharge exciting pulse laser device |
| WO1994022187A1 (en) * | 1993-03-25 | 1994-09-29 | British Telecommunications Public Limited Company | A laser |
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| Publication number | Publication date |
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