CN88107135.8
1988.10.26
CN1042276A
1990.05.16
终止
无权
|||授权|||审定||||||公开
H01S3/03; H01S3/041
长春光学精密机械学院
郁勤荣; 王奎雄; 马俊芝
吉林省长春市朝阳区卫星路七号
国家机械委军工专利事务所
曲博;张启芳
本发明是一种用于气体激光器的放电管，由高导热金属片与绝缘材料相间构成，可依靠金属导热片直接将气体放电时产生的热量导出放电管外，极大地提高了气体激光器的散热效率。
1、一种由金属和绝缘材料制成气体放电管，其特征在于放电管是由金属导热片与绝缘材料制成的环相间构成。 2、根据权利要求1所述的放电管，其特征在于金属导热片直接延伸和显露到管外，显露部分做为散热片或焊接附加散热片的基底。 3、根据权利要求1、2所述的放电管，其特征在于散热片是有一定面积的平直薄板或沿管的径向将散热片剪开成若干窄条，每个窄条拧转若干角度。 4、根据权利要求1、2、3所述的放电管，其特征在于金属导热片是用铜或铜合金制成，绝缘环是用氧化铝陶瓷或其它种类陶瓷制成。
本发明属于气体激光器的放电管。 具有放电管的气体激光器是依靠气体的放电来获得激光输出的，气体放电产生大量的热，若不能有效地散热，则放电管内温度急剧升高，会导致激光输出功率下降，激光器寿命缩短，甚至损坏放电管。尤其是能量转换效率低的惰性气体离子激光器，散热问题就更加重要。如以弧光放电形式运转的氩离子激光器，能量转换效率一般在10-4～10-5范围（徐荣甫等《激光器件与技术教程》P91，北京工业学院出版社1986），注入激光器的能量绝大部分变成了废热。因而每厘米放电长度往往要耗散100-500瓦的热功率。（《物理》1977 VOL.6.NO5.P261）。 分子气体激光器也有类似问题。 现有的气体放电管，不论是绝缘材料制成的细长管，还是分段导热材料作管芯，绝缘管作套管的放电管，其管内热量只能通过绝缘管壁向管外传导，然后通过流动液体或空气把热量带走。 能用作放电管的绝缘材料一般都是热的不良导体，导热效率很低。唯一导热良好的氧化铍陶瓷价格昂贵，且有剧毒，其应用范围也受到限制。 本发明的目的是设计一种新型的放电管，以解决现有的气体放电管散热效率低的问题。 本发明利用一组高导热金属片将气体放电产生的热直接导出放电管外。如附图所示放电管是由若干高导热金属片1和绝缘材料制成的环2相间构成。金属导热片直接延伸和显露到管外，显露部分作为散热片或焊接附加散热片的基底。散热片视冷却方式（液冷或气冷）和散热量不同可以是具有一定面积的平直薄板，也可以沿管的径向将散热片剪开成近似扇形窄条，每个窄条拧转为90°左右。金属导热片用铜、铜合金制成。绝缘环可以用氧化铝陶瓷制成，可以用钎焊，粘接或机械方法将若干金属导热片与绝缘环相间封接在一起构成放电管。 本发明设计的放电管其散热效果明显优于现有的气体放电管，与目前散热最好的氧化铍陶瓷管比较，当本发明的金属片累加厚度占管长的1/2时（实际可以更大）即可达到同样尺寸的氧化铍放电管的导热效 率。事实上由于结构不同，本发明管内导热和管外散热由同一组高导热金属片组完成，故其散热效率明显高于氧化铍陶瓷放电管。 制做这样的放电管，首先选择导热系数大的金属片如铜片厚为0.2mm-1.0mm，中间开一个φ3mm-φ15mm的孔，绝缘材料选择φ15mm-30mm，高3mm-15mm的氧化铝陶瓷环。铜片和陶瓷环各20个左右，用钎焊的方法封接在一起构成放电管。 说明书附图说明： 1为金属导热片，2为绝缘环。
本发明属于气体激光器的放电管。
具有放电管的气体激光器是依靠气体的放电来获得激光输出的，气体放电产生大量的热，若不能有效地散热，则放电管内温度急剧升高，会导致激光输出功率下降，激光器寿命缩短，甚至损坏放电管。尤其是能量转换效率低的惰性气体离子激光器，散热问题就更加重要。如以弧光放电形式运转的氩离子激光器，能量转换效率一般在10-4～10-5范围（徐荣甫等《激光器件与技术教程》P91，北京工业学院出版社1986），注入激光器的能量绝大部分变成了废热。因而每厘米放电长度往往要耗散100-500瓦的热功率。（《物理》1977 VOL.6.NO5.P261）。
分子气体激光器也有类似问题。
现有的气体放电管，不论是绝缘材料制成的细长管，还是分段导热材料作管芯，绝缘管作套管的放电管，其管内热量只能通过绝缘管壁向管外传导，然后通过流动液体或空气把热量带走。
能用作放电管的绝缘材料一般都是热的不良导体，导热效率很低。唯一导热良好的氧化铍陶瓷价格昂贵，且有剧毒，其应用范围也受到限制。
本发明的目的是设计一种新型的放电管，以解决现有的气体放电管散热效率低的问题。
本发明利用一组高导热金属片将气体放电产生的热直接导出放电管外。如附图所示放电管是由若干高导热金属片1和绝缘材料制成的环2相间构成。金属导热片直接延伸和显露到管外，显露部分作为散热片或焊接附加散热片的基底。散热片视冷却方式（液冷或气冷）和散热量不同可以是具有一定面积的平直薄板，也可以沿管的径向将散热片剪开成近似扇形窄条，每个窄条拧转为90°左右。金属导热片用铜、铜合金制成。绝缘环可以用氧化铝陶瓷制成，可以用钎焊，粘接或机械方法将若干金属导热片与绝缘环相间封接在一起构成放电管。
本发明设计的放电管其散热效果明显优于现有的气体放电管，与目前散热最好的氧化铍陶瓷管比较，当本发明的金属片累加厚度占管长的1/2时（实际可以更大）即可达到同样尺寸的氧化铍放电管的导热效 率。事实上由于结构不同，本发明管内导热和管外散热由同一组高导热金属片组完成，故其散热效率明显高于氧化铍陶瓷放电管。
制做这样的放电管，首先选择导热系数大的金属片如铜片厚为0.2mm-1.0mm，中间开一个φ3mm-φ15mm的孔，绝缘材料选择φ15mm-30mm，高3mm-15mm的氧化铝陶瓷环。铜片和陶瓷环各20个左右，用钎焊的方法封接在一起构成放电管。
说明书附图说明：
1为金属导热片，2为绝缘环。
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本发明是一种用于气体激光器的放电管，由高导热金属片与绝缘材料相间构成，可依靠金属导热片直接将气体放电时产生的热量导出放电管外，极大地提高了气体激光器的散热效率。 。
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