[实用新型]一种片状放大器的循环气体吹扫系统

说明书

本实用新型提供一种片状放大器的循环气体吹扫系统。该循环气体吹扫系统由氮氧混合气站、氮氧混合气、氮氧混合气循环系统组成。氮氧混合气站由液化气储罐、蒸发器、减压阀、混合配比器、温控器组成。在优化片状放大器基本结构的基础上，氙灯和钕玻璃片采用同源气体吹扫，降低灯箱和片箱间的气密性要求；采用循环气体系统，通过温控、过滤、置换等措施对吹扫气体进行循环利用，从而降低运行成本，提高效费比；采用安全比例的氮氧混合气作为循环气源，可从根本上解决因吹扫气体泄漏带来的人员窒息隐患，从而达到降低运行成本、提高运行安全性的目的。

技术领域

本实用新型属于高功率固体激光器领域，特别是涉及一种新型片状放大器的循环气体吹扫系统。

背景技术

用于惯性约束聚变的激光驱动装置是一项规模庞大、系统复杂、造价高昂的大科学工程，目前世界上许多国家的重要单位和实验室，比如美国利弗莫尔实验室、法国里梅尔实验室、日本大阪大学激光工程中心、中国的上海光机所和中物院八所等，都在对该激光驱动装置进行大量研究。均采用了氙灯泵浦钕玻璃片的400mm口径片状放大器系统。

片状放大器系统在运行完成后利用洁净干燥气体对片状放大器系统片箱与灯箱进行吹扫，主要目的一是每次充放电过程结束，在高强氙灯光辐照下，放大器腔内都会产生大量气溶胶粒子，对片箱内气溶胶完成快速吹扫置换，可以避免因气溶胶在钕玻璃片表面附着而造成损伤；二是每次充放电结束后，钕玻璃和氙灯中都会有大量热量产生，这部分热量造成钕玻璃片的热畸变，在下一个周期激光通过之前，这部分热畸变需尽快消除，必须对钕玻璃片与脉冲氙灯进行冷却，确保装置发射频次。

为避免钕玻璃片在长期使用过程中潮解，片箱对吹扫气体的相对湿度有严格要求。目前分别采用洁净度优于ISO 5级、相对湿度RH≤1％的干燥氮气对钕玻璃片吹扫冷却，采用洁净度优于ISO 5级、相对湿度RH≤40％的洁净干燥空气对氙灯吹扫冷却，该技术方案简单可靠。但有几点不足，一是片箱与灯箱之间气密性要求非常高；二是氮气系统与空气系统采用了直排工作方式，即在放大器完成吹扫后会将气体直接排放至大气中，从而造成气体浪费；三是在系统集成安装调试、运行、维护过程中经常会出现氮气的泄露，对操作人员造成安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供了一种新型片状放大器的循环气体吹扫系统，从而实现吹扫气体的循环利用，降低运行成本。

具体技术方案是，所述片状放大器的循环气体吹扫系统，包括氮氧混合气站和氮氧混合气循环系统；所述氮氧混合气站包括液氮储罐、液氧储罐、第一汽化器、第二汽化器、第一减压阀、第二减压阀、混合配比器、第一气体储罐、第二气体储罐、第三减压阀、第四减压阀、第一温控器和第二温控器；所述氮氧混合气循环系统包括组合空调器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、片状放大器、气体参数传感器和循环气体控制模块。

组合空调器包括风机、温控器和过滤器；液氮储罐通过管道与第一汽化器连接，第一汽化器另一端通过管道与第一减压阀连接，第一减压阀通过管道分别与第一气体储罐和混合配比器连接，第一气体储罐之后的管道上依次设置第三减压阀和第一温控器，然后通过第三阀门与组合空调器一端连接；液氧储罐与第二汽化器连接后再通过第二减压阀与混合配比器连接，混合配比器再依次连接第二气体储罐、第四减压阀和第二温控器，然后再连接氮氧混合气循环系统的第六阀门；组合空调器另一端通过第一阀门和第二阀门与片状放大器连接；第四阀门通过管道一端连接在第三阀门与组合空调器之间，另一端通过管道连接在第六阀门与第五阀门之间；第五阀门另一端通过管道连接在第一阀门与第二阀门之间，第七阀门一端与片状放大器另一端与第五阀门、第四阀门和第六阀门分别连接；气体参数传感器设置在组合空调器与第一阀门之间、第二阀门与片状放大器之间、片状放大器与第七阀门之间；循环气体控制模块分别与气体参数传感器以及各阀门相连接。

气体参数传感器包括压力传感器、温度传感器和湿度传感器。