等电位多折叠封离式CO2玻璃激光管的制作方法

本发明涉及co2玻璃激光器领域，具体为一种等电位多折叠封离式co2玻璃激光管。

背景技术：

1、co2玻璃激光器，也称为玻璃封离式co2激光器，是一种利用高压放电激发高浓度二氧化碳气体产生波长为10.6微米的激光的装置，这种激光器的主要组成部分包括硬质玻璃、谐振腔和电极，硬质玻璃部分由水冷套、储气套和回气管组成，通常为三层套管结构，谐振腔由全反镜和输出反射镜组成。

2、当在气体中设置两个电极并施加电压时，会发生一系列的物理过程。随着电压逐渐升高，电子从阴极被加速并与气体分子发生碰撞。这些碰撞可能导致气体分子电离，产生带正电的离子和自由电子。这样就会在阴极附近形成一个电子云，而在阳极附近则聚集着正离子。这种电荷的分离和分布就导致了电位的不同，从而形成了电位差。

3、由于传统的co2激光器的电极位于谐振腔中的靠边的位置，且谐振腔具有一定的空间大小，内部的二氧化碳气体内部形成的电子云在不同位置存在着一定的电位差，电位差使得激光器在使用的过程中，容易产生拉电弧现象，导致反射镜损坏的问题。

4、同时玻璃激光管主要用于激光雕刻或者切割的场景，在使用过程中，我们注意到单个玻璃激光管发出的激光功率和工作效率有限，在纺织行业的某些特定的切割场所只能进行单个产品的雕刻，工作效率比较低下。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，能够克服上述存在的问题，降低电弧对激光管内部原件的破坏，并且能够多管并联折叠合作，提高加工效率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，包括激光器主体，其中，激光器主体为多管并列结构，即包括有多个激光器单管并联，每一个激光管单管的头部通过管路联通成直角结构，并在管路的拐角处设置有45度反射镜，将多个管路中发射的激光通过反射，分别汇集到各个激光管单管内，避免散射出激光管，造成光源的浪费。

3、其主要原理就是利用45度角度设置的全反射镜，将多个放电管中散射出来的电子在不同的放电管中反复谐振，起到快速增加功率的作用。

4、所述激光器主体的内部设置有储气腔，所述储气腔的内部设置有储水腔，所述储水腔的顶端设置有出水管，所述储水腔的底端设置有进水口,所述储水腔的内壁设置有发电管，所述激光器主体的两端设置有谐振腔，所述谐振腔远离发电管的一端皆设置有电极，其中一端为正电极，另一端为负电极，所述正电极远离发电管一端的内壁设置有部分反射镜。

5、在上述方案中，所述的45度反射镜为内凹球面镜，45度反射镜包括有镜座、内腔和镜体，其中镜体的反射面设有反射层，反射层的结构为多层结构，从外到内依次为表面氧化层、反射涂层、导热层；其中反射涂层为金属al涂层，涂层的表面粗糙度小于ra0.56，涂层采用等离子喷涂工艺进行喷涂，涂层的孔隙率为小于1.73％。

6、在上述方案中，所述电极连接有电位差消除机构，所述的电位差消除机构安装在谐振腔内，包括有弹簧主体，所述弹簧主体两端设置有环形的金属块，所述金属块固定镶嵌在发电管的内壁；所述的弹簧主体外部还包裹有反射管，将弹簧主体和金属块围成等电势场的中空腔体，所述的反射管内壁为金属反射涂层，用于降低光电子的散射逸出。

7、优选的，所述金属块靠近弹簧主体一端的外壁设置有凸起部，凸起部沿金属块外壁一圈等距离分布。

8、优选的，所述凸起部的最高处截面面积大于弹簧主体内壁的截面面积，方便无电状态下手动旋转进行金属块角度的调节。

9、此处采用环形金属块，主要有两个作用，一是对内提供弹簧体和反射管的支撑结构，供于它们固定安装；另一个作用是在上面设置一圈凸起，对外直接连接电极，一般电极末端都是金属夹，直接可将金属夹夹在凸起上，方便快捷；

10、优选的，所述储水腔的外壁套接有回气管，所述回气管的一端穿过储水腔并置于发电管的内壁，所述回气管的另一端置于储气腔的内壁。

11、优选的，所述弹簧主体形成腔室的截面面积小于金属块外壁的截面面积。

12、优选的，所述弹簧主体为双螺旋弹簧。

13、等电位多折叠封离式co2玻璃激光管的放电方法，包括以下步骤：

14、第一步：进行45度反射镜的安装调试，保证经过45度反射镜之后的光束能够汇集到一起不发生散射；

15、第二步：接通冷却水，确保冷却水采用低进高出的原则，调整出水管位置，使冷却水充满冷却管，管内不能存有汽泡；

16、第三步：电极接通外部电源，当电极施加高压时，通过弹簧主体的导电性，在谐振腔内部建立均匀的电场分布；

17、第四步：电流通过发电管内部气体，激发发电管内的二氧化碳气体产生激光。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、本发明通过在谐振腔的内部设置有弹簧主体，能够在电极产生高压时，由于弹簧主体的导电性，在电位差消除机构的作用下，可使得谐振腔的内部电压保持稳定。从而避免了传统的二氧化碳激光器的电极位于谐振腔中的靠边的位置，且谐振腔具有一定的空间大小，使得内部的二氧化碳气体在不同位置存在着一定的电位差，容易在使用的过程中产生拉电弧现象，导致全反射镜和部分反射镜损坏的问题。在金属弹簧的作用下，整个谐振腔中电压基本平衡，消除了电位差，从而使二氧化碳气体放电更加均匀和平稳。

20、通过多折叠封离式机构，使得过个激光管内的激光可以通过多次反射汇集在各个激光管内，实现多束激光同时工作；根据实际工作的需要增加或者减少激光管单体的数量，能够实现一次性在多个工位同时进行激光切割操作，大大加快工作效率；此外还可以通过在外部额外增加设置反射装置，将多个激光管内激光汇聚成单束，这样可以成倍增加激光的功率，满足特殊场景加工的需要。

技术特征：

1.等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，其特征在于：包括激光器主体(1)，其中，激光器主体(1)为多管叠合结构，即每一个激光器(1)主体包括有多个激光器单管并联，每一个激光管单管的头部通过管路联通，并在管路的拐角处设置有45度反射镜(4)，将多个管路中的激光汇合反射回激光管单管内，增加激光发生的功率；

2.根据权利要求1所述的等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，其特征在于：所述的45度反射镜(4)为内凹球面镜，45度反射镜(4)包括有镜座、内腔和镜体，其中镜体的反射面设有反射层，反射层的结构为多层结构，从外到内依次为表面氧化层、反射涂层、导热层；其中反射涂层为金属al涂层，涂层的表面粗糙度小于ra0.56，涂层采用等离子喷涂工艺进行喷涂，涂层的孔隙率为小于1.73％。

3.根据权利要求1所述的等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，其特征在于：所述金属块(2)靠近弹簧主体(13)一端的外壁设置有凸起部，凸起部沿金属块(2)外壁一圈等距离分布。

4.根据权利要求3所述的等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，其特征在于：所述凸起部的最高处截面面积大于弹簧主体(13)内壁的截面面积。

5.根据权利要求4所述的等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，其特征在于：所述凸起部两侧皆设置为倾斜状。

6.根据权利要求5所述的等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，其特征在于：所述储水腔(6)的外壁套接有回气管(8)，所述回气管(8)的一端穿过储水腔(6)并置于发电管(10)的内壁，所述回气管(8)的另一端置于储气腔(9)的内壁。

7.根据权利要求1所述的等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，其特征在于：所述弹簧主体(13)形成腔室的截面面积小于金属块(2)外壁的截面面积。

8.根据权利要求4所述的等电位多折叠封离式co2玻璃激光管，其特征在于：所述弹簧主体(13)为双螺旋弹簧。

9.等电位多折叠封离式co2玻璃激光管的放电方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种等电位多折叠封离式CO2玻璃激光管，涉及二氧化碳玻璃激光器领域，包括有多个并联的激光器单管构成激光器主体，所述激光器主体的内部设置有储气腔，所述储气腔的内部设置有储水腔；本发明通过在谐振腔的内部设置有弹簧主体，能够在电极产生高压时，由于弹簧主体的导电性，可使得谐振腔的内部电压保持稳定，从而避免了内部的二氧化碳气体在不同位置存在着一定的电位差，容易在使用的过程中，产生拉电弧现象，导致全反射镜和部分反射镜损坏的问题。在金属弹簧的作用下，整个谐振腔中电压基本平衡，消除了电位差，从而使二氧化碳气体放电更加均匀和平稳。技术研发人员：乔斌受保护的技术使用者：襄阳劲通激光科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18