[发明专利]一种高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统

说明书

技术领域

    本发明涉及准分子激光器工作温度控制技术领域，具体为一种高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统。

背景技术

准分子激光具有波长短、能量大、光束均匀性好等特性，在工业、科研、医学等领域应用广泛。

准分子激光器是通过将高压放电电容的储能转移到激光腔内主放电电极对激光腔内的激光介质气体产生瞬间放电激励，实现激光输出的。这个过程必然会伴随能量的转换，电容转移到激光腔内的能量中一部分在气体放电过程中转换成了热能留在激光腔内，导致腔内温度升高。尤其在工业领域对准分子激光器要求输出功率越来越高，输出单脉冲能量越来越大，随之带来的腔内发热也越来越严重。

准分子激光器有一个最佳的工作温度，根据激光器的结构参数和工作状态不同这个温度有所改变，一般在几十摄氏度。腔内温度过高，会导致腔内激光气体的劣化，导致激光输出功率和系统稳定性下降。通常所采取的措施是在激光腔内设置若干根冷却水管，通过循环冷却水降低腔内温度。这种结构不能适时检测和控制激光工作温度，不能实现温度的自动调节和激光器的最好工作状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统，以解决高重复频率、大功率、大能量准分子激光器输出特性随工作温度变化的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统，其特征在于：包括激光放电腔，所述激光放电腔内设置有一对放电电极、冷却水管、温度传感器，两放电电极之间接有电容，且电容通过导线与外部充电电源连接，所述冷却水管通过管路与一个循环水泵、一个冷凝器连接构成循环冷却水路，还包括有温度自调节电路，所述温度传感器、循环水泵及冷凝器分别接入温度自调节电路。

所述的一种高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统，其特征在于：所述温度自调节电路由分析比较电路和分别接入分析比较电路的信号采样电路、放大输出控制电路构成。

所述的一种高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统，其特征在于：所述温度传感器接入温度自调节电路中的信号采样电路。

所述的一种高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统，其特征在于：所述循环水泵、冷凝器分别接入温度自调节电路中的放大输出控制电路。

所述的一种高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统，其特征在于：所述温度自调节电路中的分析比较电路与外部上位机连接，外部上位机内设置有控制软件和含有激光工作状态及参数的数据库。

准分子激光系统运转工作时，高压电容的储能转移到激光腔内主放电电极对激光腔内的激光介质气体产生瞬间放电激励，实现激光输出。这个过程必然会伴随能量的转换，电容转移到激光腔内的能量中一部分在气体放电过程中转换成了热能留在激光腔内，导致腔内温度升高。腔体内温度直接影响激光输出功率当腔体内温度处于某一特定值时，其输出功率最佳。因此需要通过温度自调节系统将激光器腔体内温度控制在最佳能量范围。

本发明的准分子激光器工作温度自调节系统，其工作原理为：温度自调节控制电路中的信号采样电路输入端与激光放电腔温度传感器相连，监测激光放电腔内的温度变化，放大输出控制电路输出端连接循环水泵和冷凝器，控制进入循环冷却水路中的流速和温度。在激光器工作时系统会根据激光工作参数和状态利用该温度自调节系统控制激光器工作温度，从而将激光器腔体内温度控制在最佳能量范围内，以获取最佳的输出能量。

本发明的有益效果在于：

本发明可以实时控制准分子激光器的工作温度，使准分子激光器工作在最佳温度状态，有效的降低了由于准分子激光器温度的变化而带来的设备的危害，提高激光输出功率。

附图说明

图1为高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统原理图。 

图2为温度自调节电路内部框架图。

图3为高重频工业用准分子激光器工作温度与输出功率的关系图。

图4为高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统效果图。

具体实施方式

如图1所示。一种高重频工业用准分子激光器工作温度自调节系统，包括激光放电腔1，激光放电腔1内设置有一对放电电极14、冷却水管4、温度传感器7，两放电电极14之间接有电容2，且电容2通过导线与外部充电电源3连接，冷却水管4通过管路与一个循环水泵5、一个冷凝器6连接构成循环冷却水路，还包括有温度自调节电路8，温度传感器7、循环水泵5及冷凝器6分别接入温度自调节电路8。