[发明专利]一种小型连续式CO2激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种小型连续式CO₂激光器。 

背景技术

目前激光器已经广泛用于民用、航空、军事、雕刻、切割等行业。在军事领域中，激光武器作为一种新概念武器，以其快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能，越来越受到世界多国的重视。鉴于激光武器的重要作用和地位，美、俄、以色列和其他一些发达国家都投入了巨额资金，制定了宏大计划，组织了庞大的科技队伍，开发激光武器。 

目前国内外激光部队的手持激光武器大多采用的是脉冲式，其需要庞大的电源来维持消耗。而且气体激光管工作时会产生大量热量，因此冷却系统非常重要。目前通常采用纯水冷的方式进行激光管的冷却，但这种方式的过冷却系统非常大。此外，其他种种原因也造成现有激光器的体积过于庞大，难以手持使用，并且难以在微型武器上实现长时间持续使用。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种小型连续式CO₂激光器，能够大幅减小激光器的体积和重量，延长其续航时间，且提高安全性，为手持使用提供了基础。 

该方案是这样实现的： 

一种小型连续式CO₂激光器，包括：激光器壳体，设置在激光器壳体中的电源、高频电路、升压变压器、CO₂激光管、水冷设备、风冷设备、静电吸收组件； 

所述电源的正极依次串联泵开关、锁开关、发射开关后连接高频电路的电 源正极，高频电路的电源负极连接电源负极；高频电路产生的高频振荡信号作为升压变压器的驱动信号；升压变压器采用填充聚碳酸酯的升压变压器，其根据驱动信号产生高压电输出给CO₂激光管的正极，CO₂激光管的负极连接电源负极； 

水冷设备具体包括散热器、半导体制冷片、水冷换热器、水箱、循环水泵、第一温控开关；风冷设备包括鼓风式散热扇； 

半导体制冷片的热端贴于散热器上，半导体制冷片的冷端贴于水冷换热器，第一温控开关贴在散热器连接半导体制冷片的一面，接近但不接触半导体制冷片；鼓风式散热扇的出风口位于散热器一侧，为散热器提供风冷源；在水路方面，水冷换热器的两个水冷液接口其中一个通过管道连接水箱的水冷液出口，另一个通过管道连接CO₂激光管镜头处的水冷液入口；水箱的水冷液入口通过管道连接循环水泵的排水口，循环水泵的吸水口通过管道接入CO₂激光管尾部的水冷液出口；在电路方面，循环水泵两电源端的一端经由泵开关连接电源正极，循环水泵的另一端连接电源负极；鼓风式散热扇两电源端的一端通过一风机开关连接电源正极，并且通过第一温控开关连接半导体制冷片，鼓风式散热扇的另一端与半导体制冷片并联后接入电源负极；所述第一温控开关为常关开关，其切换温度选取值为小于半导体制冷片最高安全温度5℃～10℃； 

静电吸收组件包括静电吸收线路控制开关、连接线路和多个LED灯；连接线路的长度至少绕激光器壳体内表面一周，如果激光器壳体为金属材质，则连接线路采用漆包线，如果激光器壳体为绝缘材质，则连接线路采用裸线；连接线路上串接多个LED灯；静电吸收线路控制开关也串接在连接线路上；连接线路两端分别连接电源的正负极，在连接线路与电源负极相接处，串接一线绕电阻。 

其中，所述半导体制冷片选用TEC1-1270X系列，其中X的取值为：根据CO₂激光管的输出功率P，代入公式(P/60％-P)/60％，得到半导体制冷片总功率P₀，初步确定X，使得12×X的乘积大于P₀；选取初步确定的一个或一个以上的TEC1-1270X进行试验，并监测水箱温度，如果水箱温度稳定在20～25度， 则选取当前试验所采用的TEC1-1270X作为本激光器的半导体制冷片。 

较佳地，静电吸收线路控制开关设置在靠近电源正极的位置；串接连接线路上的线绕电阻为低阻值线绕电阻，其阻值为：根据电源提供的电源除以LED灯的工作电流，将得到的电阻范围除以总LED灯的个数，算出每个LED灯的阻值范围X，从连接线路中去除一个LED灯，串联一个阻值在阻值范围X内的电阻，即为所述低阻值线绕电阻。 

较佳地，升压变压器高压侧和低压侧的负极连接在一起接入高频电路低压输出负极；升压变压器高压输出端和低压侧负极之间的空气中垂直距离大于4cm，同时固定升压变压器的所有螺丝均连接到一第二线绕电阻一端，该第二线绕电阻另一端接耐压3万伏的高压瓷片电容后接到电源负极。