[发明专利]一种大功率气体激光器光腔真空调试工艺

说明书

技术领域

本发明属于气体激光器的光腔调整技术领域，特别是涉及一种大功率气体激光器的光腔真空调试工艺。

背景技术

在工业大功率气体激光器制造过程中，初始光腔的调整精度不仅影响激光器输出功率的大小，而且影响激光束方向的稳定性，因此在出光前要求实现激光器光腔的高精度调整。

目前，国内的大功率气体激光器的光腔调整技术存在以下问题：第一，光腔调整是以小功率半导体激光器的红光作为调整指示光，但其光斑直径较大，无法实现高精度的调整；第二，光腔调整大都在标准大气压下进行，而大功率气体激光器是在真空状态下工作，由于压力变化，箱体会发生变形，引起光腔基准的变化，降低了光腔的位置精度；第三，在激光器工作过程中，光腔还会因外力而发生变形，从而引起位置精度的降低。因此，如果光腔没有调整的基准，在激光器出光过程中将无法恢复原位，不但大大降低输出激光束的质量和能量，而且很难进行后续的光腔调整。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种大功率气体激光器的光腔真空调试工艺。是通过对激光器光腔调整工艺的设计，来实现激光器光腔在真空工作状态下的调整，保证光腔位置精度，解决因真空状态而引起的光腔位置失真的一种高精度和高可靠性的光腔调整工艺。

本发明所采用的技术方案是：

一种大功率气体激光器光腔真空调试工艺，包括如下步骤：

(1)固定内调焦望远镜：

首先安装光腔系统各组件，不安装光学镜片，然后将望远镜放置在安装前窗口镜模块的安装口前1.5～3米的位置，调节望远镜的高度、左右位置和上下左右的角度，使望远镜内的十字刻度线、和与其对应的箱体两侧安装口同轴，同轴精度保证小于0.004mrad；

(2)初调光腔：通过调节角度调整模块，使内调焦望远镜十字刻度线的影像经过各光学镜片，再从各光学镜片反射回来，最后使其与内调焦望远镜原有的十字刻度线重合，重合精度小于0.004mrad，并通过光轴监控系统监控每块光学镜片的角度变化量；

(3)真空修正光腔：在安装前窗口镜模块的安装口处安装一个透明玻璃片，激光器箱体抽真空至工作气压13000～14000Pa，通过调节角度调整模块调整各监控系统产生的相应变化量，并保证精度在0.005～0.008mrad，再根据内调焦望远镜十字刻度线的影像与内调焦望远镜中原有的十字刻度线重合情况，精确调整重合度，保证精度在0.003～0.004mrad范围内；激光器箱体放压到标准大气压下，取下透明玻璃片，安装前窗口镜模块，调整前窗口镜模块的角度调整模块，使反射回来的十字刻度线影像与内调焦望远镜中原有十字刻度线重合，出光前调腔完毕；

(4)在线修正光腔：在出光过程中，因外力作用导致光学镜片角度发生变化，根据各监控系统在接收屏上角度变化量调节各角度调整模块，使其调回光轴监控系统出光前光点的位置。

当所述光腔系统为U型折叠腔时，上述初调光腔步骤具体如下：

第一步，安装上部转折镜并调节角度调整模块，通过上部转折镜反射，使内调焦望远镜内的十字刻度线与下部转折镜的安装口中心重合，重合精度保证小于0.004mrad；

第二步，安装下部转折镜并调节角度调整模块，通过上下两个转折镜反射，使内调焦望远镜内的十字刻度线与后镜模块的安装口中心重合，重合精度保证小于0.004mrad；

第三步，安装后镜模块并调节角度调整模块，打开内调焦望远镜的内置灯，内置灯照射内调焦望远镜内的十字刻度线，十字刻度线的影像经过两个转折镜、后镜模块，再从后镜模块反射回来到两个转折镜，最后回到内调焦望远镜内，调节后镜模块，使回到内调焦望远镜内的十字刻度线的影像与内调焦望远镜中原有的十字刻度线重合，重合精度保证小于0.004mrad；

第四步，在上下两个转折镜与后镜模块分别装上光轴监控系统，监控每块反射镜的角度变化量。

当所述光腔系统为V型腔时，初调光腔步骤具体如下：

第一步，安装转折镜并调节角度调整模块，通过转折镜反射使内调焦望远镜内的十字刻度线与后镜模块的安装口中心重合，重合精度保证小于0.004mrad；

第二步，安装后镜模块并调节角度调整模块，打开内调焦望远镜的内置灯，内置灯照射内调焦望远镜内的十字刻度线，十字刻度线的影像经过转折镜、后镜模块，再从后镜模块反射回来到转折镜，最后回到内调焦望远镜内，调节后镜模块，使回到内调焦望远镜内的十字刻度线的影像与内调焦望远镜中原有的十字刻度线重合，重合精度保证小于0.004mrad；