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1、(10)申请公布号 CN 103036133 A (43)申请公布日 2013.04.10 CN 103036133 A *CN103036133A* (21)申请号 201210536415.1 (22)申请日 2012.12.12 H01S 3/03(2006.01) H01S 3/036(2006.01) H01S 3/041(2006.01) H01S 3/223(2006.01) (71)申请人 中国科学院长春光学精密机械与物 理研究所 地址 130033 吉林省长春市东南湖大路 3888 号 (72)发明人 郭劲 邵春雷 谢冀江 张来明 邵明振 (74)专利代理机构 长春菁华专利商。
2、标代理事务 所 22210 代理人 陶尊新 (54) 发明名称 采用分子筛处理的脉冲 DF 激光器主机结构 (57) 摘要 采用分子筛处理的脉冲 DF 激光器主机结构， 涉及高功率激光器技术领域， 现有连续波激光器 的结构庞大、 在使用过程中容易爆炸、 维护较难， 并且可靠性较低的缺点， 本发明的泵浦源通过绝 缘板与放电电极相连 ； 左上流道腔与放电腔上端 相连， 第一换热器分别与左上流道腔右上流道腔 连接， 风机出气口通过法兰与右上流道腔连接， 风 机的接线端处在外壳的外面， 并固定在外壳的壳 体上 ； 下流道腔与放电腔下端连接， 下流道腔与 第二换热器通过法兰连接 ； 分子筛通过法兰连接 。
3、在第二换热器上， 经第二换热器冷却后的气体通 过分子筛排到腔体的中空部分 ； 谐振腔安装在外 壳的外部。本发明实现高平均功率激光输出。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 采用分子筛处理的脉冲 DF 激光器主机结构， 该主机结构包括泵浦源 （1） 、 绝缘板 （2） 、 谐振腔 （3） 、 放电腔 （4） 、 外壳 （5） 、 左上流道腔 （6） 、 第一换热器 （7） 、 右上流道腔 （8） 、 风机 （9） 、 分子筛 （。
4、11） 、 第二换热器 （12） 、 下流道腔 （13） 和放电电极 （14） ； 其特征是， 所述泵 浦源 （1） 通过绝缘板 （2） 与放电电极 （14） 连接， 左上流道腔 （6） 一端通过法兰与放电腔 （4） 上端连接， 另一端与第一换热器 （7） 的一端连接， 所述第一换热器 （7） 的另一端通过法兰与 右上流道腔 （8） 的一端连接， 右上流道腔 （8） 的另一端与风机 （9） 的出气口连接， 所述风机 （9） 的接线端固定在外壳 （5） 的壳体上， 所述谐振腔 （3） 安装在外壳 （5） 的外部， 并且谐振 腔 （3） 内部的输出镜和全反镜的中心与放电腔 （4） 的中心对齐 ； 。
5、所述下流道腔 （13） 的一端 通过法兰与放电腔 （4） 下端连接， 下流道腔 （13） 的另一端与第二换热器 （12） 的一端连接， 所述第二换热器 （12） 的另一端与分子筛 （11） 连接。 2. 根据权利要求 1 所述的采用分子筛处理的脉冲 DF 激光器主机结构， 其特征在于， 还 包括喇叭口 （10） ， 所述喇叭口 （10） 安装在风机 （9） 的进口处， 开口朝向混合气体。 权 利 要 求 书 CN 103036133 A 2 1/2 页 3 采用分子筛处理的脉冲 DF 激光器主机结构 技术领域 0001 本发明涉及高功率激光器技术领域， 具体涉及一种带有分子筛的放电引发非链式 。
6、脉冲 DF 化学激光器的主机结构设计。 背景技术 0002 最近几年迅速发展的高功率 DF 激光输出波段为 3.5-4.1m， 中心波长 3.8m。 其运行方式分为连续波和脉冲两种， 目前国内的研究集中在连续波方式上。连续波激光器 具有输出功率高 （达兆瓦量级） 的优点， 但是结构庞大、 容易爆炸、 维护较难、 可靠性较低。而 放电引发的非链式脉冲 DF 激光器则避免了连续波运行的缺点， 而且具有高平均功率和高 峰值功率兼顾的优势， 此外非链式脉冲 DF 激光器具有易于操作、 无腐蚀和爆炸的危险等优 点。 0003 脉冲 DF 激光器通过气体放电进而引发化学反应产生粒子数反转， 而放电生成物 。
7、的处理结果直接影响了激光器的技术输出指标和实用化水平， 国内外尚没有采用分子筛处 理的实用化激光器产品。 发明内容 0004 本发明为解决现有连续波激光器的结构庞大、 在使用过程中容易爆炸、 维护较难， 并且可靠性较低的缺点， 提供一种采用分子筛处理的脉冲 DF 激光器主机结构。 0005 采用分子筛处理的脉冲 DF 激光器主机结构， 该主机结构包括泵浦源、 绝缘板、 谐 振腔、 放电腔、 外壳、 左上流道腔、 第一换热器、 右上流道腔、 风机、 分子筛、 第二换热器、 下流 道腔和放电电极 ； 所述泵浦源通过绝缘板与放电电极连接， 左上流道腔一端通过法兰与放 电腔上端连接， 另一端与第一换热。
8、器的一端连接， 所述第一换热器的另一端通过法兰与右 上流道腔的一端连接， 右上流道腔的另一端与风机的出气口连接， 所述风机的接线端固定 在外壳的壳体上， 所述谐振腔安装在外壳的外部， 并且谐振腔内部的输出镜和全反镜的中 心与放电腔的中心对齐 ； 所述下流道腔的一端通过法兰与放电腔下端连接， 下流道腔的另 一端与第二换热器的一端连接， 所述第二换热器的另一端与分子筛连接。 0006 本发明的工作原理 ： 本发明所述的激光器在工作前， 对整个腔进行抽真空处理。 然后向真空腔内充入工作气体 （主要是 SF6和 D2） ， 混合气体在风机的驱动下进入右上流道 腔。 气体通过第一换热器的时候， 一方面对。
9、气体进行二级冷却， 另一方面改善气流的流动均 匀性。然后通过左上流道腔进入放电腔。泵浦源提供气体放电所需要的能量。当混合气体 通过放电腔时， 加在放电电极两端的电压使混合气体电离， 形成放电等离子体。 当所加的电 压达到一定程度时， 气体将被击穿， 产生放电电流。泵浦源所提供的电能主要用来使 SF6分 解出 F 原子， F 原子和 D2分子发生化学反应， 产生 DF 分子。化学反应释放的能量激发 DF 分 子， 发生粒子数反转。受激发的 DF 分子跃迁时产生光子， 在谐振腔中形成振荡， 最后通过谐 振腔端部的输出镜发出。 由于化学反应放出大量的热量， 使放电后气体温度升高， 高温气体 通过下流。
10、道腔进入到第二换热器进行一级冷却。反应产物中的 DF 基态分子等有害物质对 说 明 书 CN 103036133 A 3 2/2 页 4 激光输出有消激发的负面影响， 在进入下一个脉冲之前， 通过分子筛吸附这些有害物质。 由 分子筛排出的气体通过喇叭口被风机吸入， 进入下一个循环。 增加喇叭口， 可减小由涡流引 起的振动和减小气流阻力。 0007 本发明的有益效果:本发明提出一种非链式脉冲DF激光器的主机结构， 采用重复 频率脉冲激励工作方式 , 为消除有害物质对放电的影响， 采用分子筛对化学反应产物进行 吸附， 实现高平均功率激光输出。 附图说明 0008 图 1 为本发明所述的采用分子筛处。
11、理的脉冲 DF 激光器主机结构的示意图。 0009 图中 ： 1、 泵浦源， 2、 绝缘板， 3、 谐振腔， 4、 放电腔， 5、 外壳， 6、 左上流道腔， 7、 第一换 热器， 8、 右上流道腔， 9、 风机， 10、 喇叭口， 11、 分子筛， 12、 第二换热器， 13、 下流道腔， 14、 放 电电极。 具体实施方式 0010 具体实施方式一、 结合图 1 说明本实施方式， 采用分子筛处理的脉冲 DF 激光器主 机结构， 包括泵浦源1、 绝缘板2、 谐振腔3、 放电腔4、 外壳5、 左上流道腔6、 第一换热器7、 右 上流道腔 8、 风机 9、 喇叭口 10、 分子筛 11、 第二换。
12、热器 12、 下流道腔 13、 放电电极 14 ； 所述 泵浦源 1 通过绝缘板 2 与放电电极 14 相连 ； 左上流道腔 6 通过法兰与放电腔 4 上端相连， 将气流引入到放电腔 4 ； 第一换热器 7 通过法兰分别与左上流道腔 6 右上流道腔 8 连接， 并 在连接处增加橡胶垫， 用于调整左右之间的间距 ； 风机9出气口通过法兰与右上流道腔8连 接， 风机 9 的接线端处在外壳 5 的外面， 并通过法兰固定在外壳 5 的壳体上 ； 下流道腔 13 与 放电腔 4 下端通过法兰连接， 使放电后的气体通过下流道腔 13 进入到第二换热器 12 进行 冷却， 下流道腔 13 与第二换热器 12 通过法兰连接 ； 分子筛 11 通过法兰连接在第二换热器 12 上， 经第二换热器 12 冷却后的气体通过分子筛 11 排到腔体的中空部分 ； 喇叭口 10 安装 在风机 9 的进口处， 开口朝向混合气体。谐振腔 3 安装在外壳 5 的外部。 0011 本实施方式所述的谐振腔 3 由自身的光学支架支撑， 其输出镜和全反镜的中心与 放电腔 4 的中心对齐。 说 明 书 CN 103036133 A 4 1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 103036133 A 5 。