[发明专利]一种模块化CO2激光器放电盒

说明书

技术领域

本发明涉及激光器的放电装置，具体地说是一种通过高电压直流激励工作气体产生稳定辉光放电的模块化CO₂激光器放电盒。

背景技术

在工业用激光器中，十分追求高稳定性的激光功率输出；而获得长时间稳定的辉光放电是功率稳定最基本的保证。为此，人们对放电系统的设计很重视，它是激光器设计中一个关键的核心部件。

目前，横流激励CO₂激光器的放电结构主要有针板式、管板式以及电子束维持放电等三种方式。广泛应用于工业生产中的是前两种，采用针板式放电结构是把放电空间均匀分割成若干小单元，分别单独加以控制，从而实现高气压下大体积稳定辉光放电。

现有常见的针板式放电盒主要存在以下问题：

1.放电盒结构繁杂，阳极板水路设计不合理，加工成本高，可靠性差，可维护性差。

2.放电盒可调性差，基本为安装后不可调节，不方便灵活调整增益区中心位置。

3.放电盒阴极针与阳极板间距安装工艺性差，精度不高，导致辉光放电均匀性差，容易产生弧光放电，很难保证高功率激光的稳定输出。

而管板式是由作为阴极的铜管放电，铜管容易氧化，工作寿命较短，需要定期清洁。

发明内容

为了解决上述放电方式存在的问题，本发明的目的在于提供一种模块化CO₂激光器放电盒；该放电盒为针板式结构，可以获得长时间稳定的辉光放电，保证高功率激光的稳定输出，增强放电盒的可维护性、可靠性和可更换性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括阴极及阳极，阴极包括阴极放电针及阴极支撑板，所述阳极包括阳极板、阳极支撑板及冷却水管，其中阴极放电针及阳极板分别通过阴极支撑板和阳极支撑板安装在两侧的端面支撑板上，阴、阳极支撑板之间形成放电区气流通道；所述阴极支撑板上均布有多个阴极放电针，各阴极放电针与阳极板之间的距离相等；所述阳极板上设有带走热量的冷却水管。

其中：所述阴、阳极支撑板的相对面在位于热气出口侧分别设有阴、阳极防护瓷板；所述阴、阳极支撑板相对面的两侧均为斜面，上下两斜面形成喇叭状；所述阴极支撑板沿长度方向开有条形孔，孔内安装有放电瓷板，在放电瓷板上分三排交错排列地均布有多个阴极放电针；所述阴极放电针为铼钨丝针；所述阴极支撑板的上表面分别设有防止其机械变形及受热变形的阴极支撑板加强筋及多个阴极散热片；各阴极散热片中间开槽，槽内容置有可拆卸的冷却水管，该冷却水管通过安装在阴极支撑板上的阴极压块固定；所述阴极支撑板加强筋及阴极散热片上设有绝缘盖板，该绝缘盖板的上方安装有压线板；所述阳极支撑板沿长度方向开有凹槽，阳极板安装在凹槽内，在阳板板的下方设有多条可拆卸的冷却水管，该冷却水管通过安装在阳极板下表面的阳极冷却管压板支撑固定；所述阳极支撑板的下表面设有防止其机械变形及受热变形的阳极支撑板加强筋及多个阳极散热片；各阳极散热片中间开槽，槽内容置有可拆卸的冷却水管，该冷却水管通过安装在阳极支撑板上的阳极压块固定；所述阳极板的边缘为圆滑过渡，其放电表面与阳极支撑板的上表面处于同一水平面内。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明采用模块化设计，保证了各零部件的独立性、通用性以及可维护性，阴极放电针采用标准量块安装模式，保证了每根放电针与阳极板的间距一致，阴极放电针采用灌封胶灌封在放电瓷板上，保证阴极放电针牢固可靠且绝缘性好。

2.本发明的阴、阳极支撑板在热气体排出一侧采用硅胶粘接了阴、阳极防护瓷板，避免了阴、阳极支撑板与高温工作气体长期接触发生毛化的现象。

3.本发明阴、阳极支撑板的工作气体进、出两侧均设计成斜面，上下形成喇叭状，使冷气体的进入速度提高，而热气体的流出速度降低，最大程度地带出了放电产生的热量。

4.本发明在阴、阳极支撑板上分别安装了加强筋及散热片，又在散热处中设置了冷却水管，加强筋可以避免支撑板因支撑重量累积而发生机械变形，散热片与冷却水管能够及时带走支撑板位于热气体出口侧累积的热量。

5.本发明在阴极支撑板上的加强筋及散热片上分别设置了绝缘盖板及压线板，绝缘盖板可以防止阴极放电针的电线对其它金属部件放电，而压线板则可以防止各阴极放电针上的电线窜动。

6.本发明阳极板的四周边缘为圆滑过渡，避免对其它零部件产生尖端放电。

7.本发明由两侧的端面支撑板及阴、阳极支撑板构成整体框架，整体框架采用环氧树脂板材料制成，保证良好的放电盒绝缘性能及热稳定性，同时具有较高的强度，保证安装精度要求。