[发明专利]中空光束气体激光器

权利要求书

1.一种激光器，用于输出中空激光光束，光束中心沿传输方向具有光强为零的暗区，其特征在于其谐振腔是使振荡光波位于中空圆锥形区的中空圆锥谐振腔，其工作物质为气体介质，其放电管是中空圆锥形放电管。

2.按照权利要求1所述的激光器，其工作物质为气体介质其特征在于，按激光工作物质分为氦氖激光器或二氧化碳激光器。

3.按照权利要求1所述的激光器，其谐振腔为中空圆锥谐振腔，其特征在于，在中空圆锥形放电管的底部贴圆环形曲面全反镜(1)，在圆锥形放电管的顶部贴平面高反镜(6)作输出镜用。

4.按照权利要求3所述的全反镜是圆环形曲面镜(1)，其特征在于，圆环形全反镜的反射曲面关于圆锥形放电管的中心轴旋转对称，在激光器沿中心对称轴的任一纵剖面内谐振腔对光线簇构成折迭腔，该纵剖面的介质区的中心线即为此剖面内折迭腔的腔轴，折迭腔为稳定腔。

5.按照权利要求1所述的激光器，放电管为圆锥形玻璃或石英放电管，其特征在于采用两个圆锥形玻璃或石英管组合而成，内层圆锥形玻璃或石英管的底部研磨平整，所在平面垂直于圆锥形管的中心轴线，外层圆锥形玻璃或石英管的底部研磨平整，顶部被去掉，然后将上端口研磨平整，使此外层管上下端平行，且上下端所在平面均垂直于管的中心轴线，组合时，两圆锥形管中心轴线重合，底部均在同一个平面，两管间的空隙区的底部直径等于内层管外径和外层管内径之和的二分之一的几何圆锥面顶角与内外层相同且此几何锥面的顶点恰好位于外层管顶端口的中心点，在此条件下将全反镜和平面部分反射镜再安装胶合上，且保证全反镜的对称轴与圆锥形管的轴线严格一致，平面镜严格垂直于该轴。

6.按照权利要求1或权利要求2所述的激光器，其特征在于，氦氖激光器和小型的二氧化碳激光器，是紧凑的激光器装置，具有小的激光器重量，能挟持激光器操作。

7.按照权利要求1或权利要求2所述的激光器，其特征在于，输出光束经过透镜聚焦，用于微小粒子的操纵。

8.按照权利要求2所述的激光器，其特征在于，大型的二氧化碳激光器采用射频放电激励方式或预电离激励方式，其输出光束作加工应用。

9.一种圆锥形气体激光装置，包括玻璃或石英放电管(3)，全反射镜(1)，平面部分反射镜(6)，内电极(2)，外电极(4)，储气管(5)，风机(7)，水冷套(9)，射频电源(8)，全反射镜(1)与放电管(3)底部连接，平面部分反射镜(6)与放电管(3)的顶部连接，内电极(2)紧贴于放电管(3)内侧壁，外电极(4)与放电管(3)外侧壁紧贴，射频电源及匹配网络(8)与内电极(2)，外电极(4)连接，储气管(5)与放电管(3)连接，水冷套(9)与储气管(5)外壁连接，风机(7)与放电管(3)连接，其特征在于放电管(3)是一个中空圆锥形放电管，其内壁是一个圆锥形管，其外壁是去掉顶部的圆锥形管，由两个圆锥形管之间的圆锥形夹层空间构成放电区，它的底部和顶端分别由全反射镜(3)和平面部分反射镜(6)真空性封贴，使圆锥形夹层空间能抽高真空，在高真空条件下将氦氖混合气或二氧化碳，氮，氦混合气充入放电管，其特征还在于谐振腔是一个中空圆锥谐振腔，它由安装于中空圆锥形放电管底部的轴对称圆环形曲面全反射镜(1)和一个安装于放电管顶部的平面部分反射镜(6)组成，全反射镜(1)的对称轴与中空圆锥形放电管的轴线重合，平面反射镜(6)的法线与放电管轴线一致，在激光器沿放电管轴线的任一纵剖面内，全反射镜(1)都有两个曲率中心对称分布于放电管轴线两侧，谐振腔对剖面内的光线簇构成一折迭腔，且为稳定腔。