[发明专利]一种相位锁定组合式圆筒放电高功率二氧化碳激光器

摘要

本发明公开了一种相位锁定组合式圆筒放电高功率二氧化碳激光器，涉及光学工程和激光应用领域。该激光器包括复曲面镜、轴锥镜、凹面镜、内圆筒、外圆筒、石英放电管、会聚透镜和支架。本发明提供的相位锁定组合式圆筒放电高功率二氧化碳激光器，从输出镜输出的光束经会聚镜会聚后变成一束细小的中空环形二氧化碳激光束，具有功率大、相干性好、光束质量好、结构紧凑、体积小的优点，能直接架于加工机床进行加工。

主权项

一种相位锁定组合式圆筒放电高功率二氧化碳激光器，包括复曲面镜（1）、轴锥镜、凹面镜、内圆筒（31）、外圆筒（32）、石英放电管（25）、会聚透镜（26）和支架，其特征在于：1）复曲面镜（1）位于激光器谐振腔外，第一轴锥镜（2）被嵌套在复曲面镜（1）内，并与其保持同轴；复曲面镜（1）和第一轴锥镜（2）构成一个组合镜并被第一支架（11）支撑在激光器光路上；复曲面镜（1）和第一轴锥镜（2）的非反射面处于同一平面内，以便满足调腔精确度；2）第一凹面镜（4）被嵌套在第二轴锥镜（3）内，两者保持同轴；第二轴锥镜（3）和第一凹面镜（4）构成另一个组合镜并被第四支架（14）支撑在激光器光路上；第二轴锥镜（3）和第一凹面镜（4）的非反射面仍处于同一平面内；3）第一凹面镜（4）的中心区域是空心的，输出镜（24）放置在该空心位置；凹面反射镜（29）位于输出镜的右面，距离输出镜（24）35‑40cm；会聚透镜（26）也位于输出镜（24）的右面，距离输出镜（24）50‑55cm；4）内圆筒（31）和外圆筒（32）构成一个组合式圆筒放置在分别由复曲面镜（1）、第一轴锥镜（2）和第二轴锥镜（3）、第一凹面镜（4）构成的两组合镜之间，并与其保持同轴；5）射频电源阳极（17）放置在内圆筒（31）和外圆筒（32）之间，且紧贴外圆筒（32）内壁和内圆筒（31）外壁；射频电源阴极（18）位于内圆筒（31）和外圆筒（32）两侧，且紧贴外圆筒（32）外壁和内圆筒（31）内壁；水冷套（19）由两同轴的圆柱组成；水冷套（19）、射频电源阴极（18）和组合式圆筒由第二支架（12）和第三支架（13）支撑在激光器光路上；6）内圆筒放电区（7）、外圆筒放电区（10）内充满二氧化碳、氦气和氮气组成的高纯混合气体；7）石英放电管（25）放置在激光器对称轴（16）上，并用小石英管（30）将其与组合式圆筒连接；第二凹面镜（23）位于组合式圆筒内，与输出镜（24）构成提供相位锁定源光束的两镜腔。