[发明专利]CO2激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种激光器。

背景技术

随着激光技术的迅速发展，激光正广泛应用于激光测距、激光制导、、激光侦察、、激光对抗、激光雷达等各个方面。TEA CO₂ 激光以其10.6 um波长处于大气窗口，峰值功率高，以及穿透烟雾能力强，对人眼安全，同时还可与红外前视系统兼容等优点，受到各军事大国竞相关注。为了适应跟踪激光应用系统对TEA CO₂激光器高重复频率，体积小，质量轻，便于架装的要求，研制高重复率小型化的激光源是TEA CO₂激光器所要解决的关键技术。

发明内容

    本发明旨在提出一种重复频率，体积小，质量轻且便于架装的CO₂激光器。

本发明的技术方案在于：

一种CO₂激光器，包括一个激光器真空腔体，激光器真空腔体内包含有放电系统以及气体循环冷却系统；其中气体放电系统由主放电电极和预电离电极组成；气体循环冷却系统由气体循环风机和热交换器组成。

优选地，所述激光器腔体采用不锈钢材料精密焊接而成。

优选地，所述主放电电极和预电离电极、气体循环风机和热交换器之间组合部位通过高真空硅橡胶圈密封连接。

更优选地，所述主放电电极采用改进后的张氏电极；电极材料选用45#碳钢，主放电电极间距10 mm，电极宽度10 mm，电极长度120 mm。

或者优选地，所述气体放电系统中还设有光学谐振腔。

本发明的技术效果在于：

小型横向激励大气压CO₂激光器对多种平台有很强的适应性，可以被广泛地应用到目标探测和红外干扰等技术领域。

 

具体实施方式

一种CO₂激光器，包括一个激光器真空腔体，激光器真空腔体内包含有放电系统以及气体循环冷却系统；其中气体放电系统由主放电电极和预电离电极组成；气体循环冷却系统由气体循环风机和热交换器组成。所述激光器腔体采用不锈钢材料精密焊接而成。所述主放电电极和预电离电极、气体循环风机和热交换器之间组合部位通过高真空硅橡胶圈密封连接。所述主放电电极采用改进后的张氏电极；电极材料选用45#碳钢，主放电电极间距10 mm，电极宽度10 mm，电极长度120 mm。所述气体放电系统中还设有光学谐振腔。

主放电电极采用改进后的张氏电极，为避免高重复频率条件下阴极表面溅射而引起的放电不稳定性，电极材料选用45# 碳钢，主放电电极间距10 mm，电极宽度10 mm，电极长度120 mm。为了有效提高放电增益体积的同时减小激光器的体积，预电离组件采用石英玻璃管状紫外电晕预电离结构，紧固在主放电阴极的两侧。在主电极放电前，预电离先行非自持放电，位于主电极间的部分气体被电离，在阴阳两主电极之间形成均匀电场，电极间阻抗迅速下降，进而获得均匀稳定的主电极辉光放电。

激光谐振腔采用典型的平凹腔结构，后腔镜为曲率半径4 m的无氧铜基底的表面镀金全反镜，输出镜为部分透射的ZnSe 平面镜。由于采用电晕预电离方式，谐振腔内的激光输出增益较低，输出镜采用双面镀膜的工艺，腔内侧的工作面镀以10.6um为中心波长且反射率为60%的膜层，腔外侧膜面镀以10.6 um 为中心波长的增透膜。为了进一步提高输出激光的光束质量，在腔内靠近输出镜的位置加装限模光阑，以获得低阶模的激光输出。

激光器件采用高速涡轮增压风机获得高速循环的气流，通过优化风道的结构，可以减小压力损失，使气流在流经放电区时稳定、均匀。热交换器可以有效地将气体放电产生的冗余热量沉积并释放到系统外部环境。