[发明专利]一种新型同轴脉冲闪光灯装置

说明书

本发明是一种新型同轴脉冲闪光光灯，属激光物质的光学泵浦光源。

目前，国内常用的激光泵浦光源几乎全是用直管脉冲闪光灯。而直管闪光灯的固有缺点之一是自身电感较大，很难达到闪光脉宽微秒量级，因而用它泵浦短激发态寿命的激光介质，例如，染料激光和掺钛宝石激光等激光器件时，总是效率很低。此外，直管闪光灯在短放电放脉宽下使用时，发光效率很低，允许的使用能量也很低，而且使用寿命短。例如，电极间距10厘米的直管闪光灯，允许的能量为20～30焦耳/脉冲，当闪光脉宽为50微秒时，在40～50焦耳/脉冲条件下使用，一次放电或者至多几十次放电之后，直管闪光灯的发光效率就大大降低甚至发生爆炸。用国产电极间距为20厘米的直管闪光灯泵浦染料激光器件，激光输出最多是几十至一百毫焦耳/脉冲，用直管闪光灯泵浦长度只有几厘米长的掺钛宝石光器，即使采用双灯泵浦和双椭圆聚光筒，激光输出最多只能达到几十毫焦耳/脉冲，而且使用寿命很短。另外用直管闪光灯泵浦激光介质时，必须采用聚光成像法去照明激光工作物质，但很难实现对激光介质均匀照明，因而一般激光光束质量较差，除非采用专门的选模技术来提高光束质量，但那样又会大大降低激光效率。因此，用直管脉冲闪光灯作激光泵浦光源有其不可克服的缺点。

本发明的目的是克服已有激光泵浦光源存在的缺点，设计一种实用性强，高能量，短脉冲，长寿命，高重复率的激光物质的光学泵浦光源-一种新型同轴脉冲闪光灯。

本发明由三部分组成：

一.同轴脉冲闪光灯主体;

二.圆柱形同轴流体缓冲器;

三.圆柱形同轴外部流体冷却套

这三部分紧密地连接成一个高能量短脉冲同轴闪光灯装置整体。

下面结合附图对本发明说明之。

附图1是本发明的剖视图。

本发明的第一部分同轴脉冲闪光灯主体部分由灯端法兰盘14，灯内管4，灯外管5，正电极7，7′，负电极8，8′，绝缘子9，聚光层10，兼作负极联线的保护层11等构成;

第二部分圆柱形同轴流体缓冲器由：灯端法兰盘14，流体缓冲器帽17构成;

第三部分圆柱形同轴外部冷却套由：灯端法兰盘14和外部冷却套壁25组成。

灯端法兰盘14为三个组成部分的中间公用物，但在同轴闪光灯无内部冷却液时，不能使用。

工作时，同轴脉冲闪光灯主体部分的灯内管4和灯外管5之间的夹层空间构成放电通道6，在要求进行最短的脉冲放电时，使用正极7和负极8′，放电脉宽约1us左右;当要放电脉宽大于10us时，使用正极7和8。同轴流体缓冲器是为了灯内均匀冷却。当冷却液为激光染料溶液时，染料溶液可单独作为激光介质使用，同时兼作灯内管冷却液。染料由外循环泵通过入口22进入，在流体缓冲器中减速和稳定，然后均匀地流过灯内管4的内部到17端，再由流体出口22′流出，经管道流回液体容器。当泵浦固体激光棒时，固体棒的两端分别架在两端流体缓冲器的中心孔中，流体是在激光棒与灯内管构成的夹层中流动，同时冷却激光棒和灯内管。如果冷却液采用激光染料溶液，那么冷却液除了起冷却作用外，还可起到荧光转换泵浦的作用，这就大大提高了泵浦效率。圆柱形同轴外部冷却套，是外部冷却液经循环泵由入口26进入外冷却套，外部冷却液充满外部冷却套腔27，再由出口26′流出，经管道流回外部冷却液容器，作用是带走灯电极及灯外管因放电而产生的热量，以保证在重复频率工作中电极和外灯管不会过热，同时也保证灯的真空密封胶合物不会因过热而破坏，从而延长了灯的使用寿命。

本发明的设计既科学又合理体现在：

一、同轴脉冲闪光灯主体部分：

1.为了实现对称均匀地照明激光介质，整体采用同轴结构。灯内管4灯外管5，聚光反射层10，兼作电极引线的金属保护层11，电极7和7′，电极8和8′，绝缘子9，灯端法兰盘14，两端的流体缓冲器帽17，外部冷却套壁25以及密封环19和压环20均为同轴结构。灯内管4和灯外管5均由高质熔融石英玻璃管制成，它们之间的环柱形夹层构成高温等离子体放电通道6，正电极7和负电极8′中夹有橡胶绝缘子9，灯外管5外面附有圆筒聚光反射层10，10的外面附有兼作负极引线的圆筒形金属膜保护层11，电极7与石英灯内管4及灯外管5之间的密封连接采用胶封12，同轴灯的真空封离口13在灯外管5一端的加粗部位的侧面，绝缘子9靠在正电极7的侧面。这一设计结果，使得在两电极之间灯管中段有效利用的长度内无任何影响光照均匀的因素，从而保证激光介质可以得到均匀的照明。