橫流CO₂雷射器實用三折光腔裝置的製作方法

2023-12-11 12:38:47 4

專利名稱：橫流CO2雷射器實用三折光腔裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雷射器，具體地是橫流co2雷射器摺疊式光學諧振腔 裝置。
背景技術：
為獲取低階模式的雷射輸出，利用長腔選模特性能夠儘可能得到最大的激 活長度，國內外的經驗表明，摺疊腔是改善光束質量、提高輸出功率的一種實 用的技術。然而目前通常採用的多折光學諧振腔的技術方法，雖然也能保證雷射器能 在較長時間內運行，但因多折光學諧振腔的結構複雜，所以在諧振腔光軸位置 的調整和多鏡腔的調整上具有相當的難度，因折轉鏡冷卻的技術要求也比較嚴 格，因此實施起來也較為繁雜，至於怎樣降低寄生模的影響也是比較棘手的難 題。總之，為充分保證雷射器的輸出光的質量、功率和密度，需要在光腔的結 構、光腔折數(N)等方面，做以全面的統籌考慮，然而這些技術從設計、製作、 調校以至實際使用都有一定的難度。這些問題正是目前使用的各種雷射器多折 光學諧振腔所存在的缺欠和不足。發明內容本實用新型的目的是針對目前雷射器多折光學諧振腔所存在的問題，而提 供一種新穎實用的雙水道冷卻循環的真空密封系統，光腔的熱穩定性、可靠性大大增強的橫流C02雷射器實用三折光腔裝置。 採用的技術方案是橫流C02雷射器實用三折光腔裝置，由結構相同的前光腔體和後光腔體組 成，前、後兩個光腔體包括折轉鏡與一體化調整機構、非同軸雙波紋管機構、 窗口鏡座與後反鏡座調整機構、光腔機械定位和腔鏡調整機構、光腔外部冷水 循環機構，其結構特點是所述的折轉鏡與一體化調整機構，包括直冷式銅折轉鏡、吸收冷光闌、中 間一體法蘭；直冷式銅折轉鏡位於中間一體法蘭的折轉鏡安裝孔座內，直冷式 銅折轉鏡的中部設置有環形冷水槽，環形冷水槽與折轉鏡安裝孔座的內環形冷 水槽相連通，直冷式銅折轉鏡的前端的環形口與折轉鏡安裝孔座的外環形冷水槽相連通；吸收冷光闌圓心的兩側設有兩個通光孔， 一個通光孔套設在直冷式 銅折轉鏡的外側，另一個通光孔與中間一體法蘭的透光孔相重合，通過螺絲將 吸收冷光闌固定在中間 一體法蘭上；所述的非同軸雙波紋管機構，包括波紋管一和波紋管二、兩片固定法蘭、 兩片密封付法蘭；波紋管一和波紋管二的一端分別與兩片固定法蘭焊接，另一 端分別預先套進一可調法蘭後再在埠焊接一密封付法蘭；在波紋管一和波紋 管二焊接固定法蘭的一端分別密封裝設在中間一體法蘭的兩面，波紋管一的焊 接密封付法蘭的端部與端部密封付法蘭用螺絲連接，波紋管二的焊接密封付法 蘭的端部與雷射器真空箱體上的調整方法蘭用螺絲密封連接，波紋管一和波紋 管二的軸線互有間距；所述的窗口鏡座與後反鏡座調整機構，包括通用系列的窗口鏡座和後反鏡 座、窗口鏡座定位付法蘭和後反鏡座定位付法蘭；在窗口鏡座定位付法蘭和後 反鏡座定位付法蘭上分別裝設有吸收光闌，窗口鏡座和後反鏡座分別偏心固定 連接在窗口鏡座定位付法蘭和後反鏡座定位付法蘭上，窗口鏡座定位付法蘭和 後反鏡座定位付法蘭分別與端部密封法蘭相連接；所述光腔機械定位和腔鏡調整機構，包括光橋固定框座；前、後光腔體分 別固定裝設在雷射器光橋前後端部的光橋固定框座上，通過固定在光橋固定框 座上的三個120。均勻設置的不鏽鋼調整螺杆定位連接，調整螺杆兩端分別穿過 中間一體法蘭和端部密封法蘭，通過中間一體法蘭和端部密封法蘭兩面的球面 螺母和平面螺母調整鎖定；所述的光腔外部冷水循環機構，包括窗口鏡冷水循環部分、前折轉鏡冷水 循環部分、後反鏡冷水循環部分、後折轉鏡冷水循環部分；窗口鏡座冷水循環 部分的冷水循環管路與窗口鏡座定位付法蘭的窗口鏡座進水孔連通，窗口鏡座 定位付法蘭的窗口鏡座環形槽與吸收光闌的環形冷水槽相密封連接，窗口鏡座 定位付法蘭的窗口鏡座出水孔通過冷水循環管路返回冷水循環槽；前折轉鏡冷水循環部分的冷水循環管路分設兩路，其中一路是冷水循環槽 通過冷水循環管路與中間一體法蘭的雙水道中的吸收冷光闌冷卻水道的吸收冷 光闌冷卻水道進水口相連接，吸收冷光闌冷卻水道出水口與吸收冷光闌冷卻座 的冷光闌進水口相連通，冷卻座的冷光闌出水口與中間一體法蘭的吸收冷光闌 冷卻水道的吸收冷光闌冷卻水道進水口相連通，吸收冷光闌冷卻水道的吸收冷 光闌冷卻水道出水口通過冷水循環管路連接到冷水循環槽；另一冷水循環管路 是冷水循環槽通過冷水循環管路與中間一體法蘭的雙水道中的折轉鏡冷卻水道的折轉鏡冷卻水道進口連接，折轉鏡冷卻水道出口與折轉鏡安裝孔座內冷水循 環槽連通，折轉鏡安裝孔座內冷水循環槽與直冷式銅折轉鏡的環形冷水槽相連 通，折轉鏡安裝孔座外冷水循環槽與直冷式銅折轉鏡的前端環形口相連通，折 轉鏡安裝孔座外冷水循環槽與折轉鏡冷卻水道的折轉鏡冷卻水道進口相連通， 折轉鏡冷卻水道出口通過冷水循環管路與冷水循環槽相連接；後反鏡座冷水循環部分的冷水循環管路與後反鏡座定位付法蘭的進水孔連 通，後反鏡座定位付法蘭的後反鏡座環形槽與吸收光闌的環形冷水槽相密封連 接，後反鏡座定位付法蘭的後反鏡座出水孔通過冷水循環管路與冷水循環槽相 連通5後折轉鏡冷水循環部分的冷水循環管路分設兩路，其中一路是冷水循環槽 通過冷水循環管路與中間一體法蘭的雙水道中的吸收冷光闌冷卻水道的吸收冷 光闌冷卻水道進水口相連接，吸收冷光闌冷卻水道出水口與吸收冷光闌的冷卻 座的冷光闌進水口相連通，冷卻座的冷光闌出水口與中間一體法蘭的吸收冷光 闌冷卻水道的吸收冷光闌冷卻水道進水口相連通，吸收冷光闌冷卻水道的吸收 冷光闌冷卻水道出水口通過冷水循環管路連接到冷水循環槽；另一冷水循環管 路是冷水循環槽通過冷水循環管路與中間一體法蘭的雙水道中的折轉鏡冷卻水 道的折轉鏡冷卻水道進口連接，折轉鏡冷卻水道出口與折轉鏡安裝孔座內冷水 循環槽連通，折轉鏡安裝孔座內冷水循環槽與直冷式銅折轉鏡的環形冷水槽相 連通，折轉鏡安裝孔座外冷水循環槽與直冷式銅折轉鏡的前端環形口相連通， 折轉鏡安裝孔座外冷水循環槽與折轉鏡冷卻水道的折轉鏡冷卻水道進口相連 通，折轉鏡冷卻水道出口通過冷水循環管路與冷水循環槽相連接。上述的中間一體法蘭圓心的兩側分別設置一透光孔和一折轉鏡安裝孔座，透 光孔與折轉鏡安裝孔座的圓心連線的兩側對稱設置有四個缺口，四個缺口對稱 位於中間一體法蘭的邊緣上；在中間一體法蘭的法蘭體內設有兩條折轉鏡冷卻 水道和兩條吸收冷光闌冷卻水道；兩條折轉鏡冷卻水道的一端分別與兩個缺口端面相連通，而折轉鏡冷卻水道 的另一端與一個折轉鏡冷卻水道出口連通，同時折轉鏡冷卻水道的前端與一個 折轉鏡冷卻水道進口相連通，折轉鏡冷卻水道進口設置在中間一體法蘭的周邊 部位上；折轉鏡冷卻水道出口設置在折轉鏡安裝孔座的圓心部位，折轉鏡冷卻 水道的另一端與一個折轉鏡冷卻水道進口相連通，同時折轉鏡冷卻水道的前端 與一個折轉鏡冷卻水道出口相連通，折轉鏡冷卻水道出口設置在中間一體法蘭 的周邊部位上；折轉鏡冷卻水道進口設置在折轉鏡安裝孔座的周邊部位；兩條吸收冷光闌冷卻水道的一端分別與兩個缺口端面相連通，而吸收冷光闌 冷卻水道的另一端與一個吸收冷光闌冷卻水道進口相連通；同時吸收冷光闌冷 卻水道的前端與一個吸^冷光闌冷卻水道出水口連通；吸收冷光闌冷卻水道的 另一端與一個吸收冷光闌冷卻水道出水口相連通，同時吸收冷光闌冷卻水道的 前端與一個吸收冷光闌冷卻水道進口相連通；上述的中間一體法蘭兩面的周邊部位分別對稱並相對地設置六個盲螺孔。上述的吸收冷光闌的冷卻座的上部設置有冷卻座環形槽，在冷卻座環形槽 上設置有冷光闌進水口和冷光闌出水口 ，冷光闌進水口和冷光闌出水口位於冷 卻座環形槽的直徑兩端，冷光闌進水口和冷光闌出水口的一端分別與冷卻座環 形槽連通，另一端分別與冷卻座的底面相連，冷卻座上設置有兩個通光孔，兩 個通光孔位於冷卻座中心的兩側，兩個通光孔圓心連線與冷光闌進、出水口圓 心連線相垂直，冷光闌進、出水口的兩旁分別對稱的設有四個螺孔，冷卻座的 上面設置有密封壓蓋。上述的窗口鏡座定位付法蘭的法蘭體邊緣端面設置有窗口鏡座進水口和窗 口鏡座出水口，窗口鏡座進、出水口與窗口鏡座定位付法蘭法蘭體中部的窗口 鏡座環形槽相連通，窗口鏡座定位付法蘭的上部裝設有吸收光闌，吸收光闌的 底部設置有環形冷水槽，環形冷水槽與窗口鏡座定位付法蘭的窗口鏡環形槽對 位、密封、螺紋連接；後反鏡座的定位付法蘭的法蘭體邊緣端面設置有後反鏡座進水口和後反鏡 座出水口，後反鏡座進、出水口與後反鏡座的定位付法蘭法蘭體中部的後反鏡 座環形槽相連通，後反鏡座的定位付法蘭的上部裝設有吸收光闌，吸收光鬧的 底部設置有環形冷水槽，環形冷水槽與後反鏡座的定位付法蘭的後反鏡座環形 槽對位、密封、螺紋連接。上述的直冷式銅折轉鏡的前部設置有環形冷水槽。上述的折轉鏡安裝孔座的底端設置有內冷水環形槽，折轉鏡安裝孔座的前 端設置有外冷水環形槽。上述的端部密封法蘭的中間部位設置有一偏心透光孔，偏心透光孔的周圍 設置有多個對稱的螺孔，多個對稱的螺孔的中心與偏心透光孔的圓心並不重合。本實用新型的主要性能和優點橫流co2雷射器實用三折光腔裝置主要由前光腔體和後光腔體兩個結構相 同的光學機械系統組成。1、折轉鏡安裝、冷卻、吸收和調整的中間一體法蘭本實用新型的折轉鏡和吸收冷光闌均在前後腔體內，為避免強雷射照射或光腔失調而導致真空系統和光學元件的破壞，折轉鏡、吸收冷光闌的水冷通道均被設計在中間一體法蘭的法蘭體內並連通到腔外。這樣折轉鏡、吸收冷光闌 和中間一體法蘭一起構成一個雙水道冷卻循環的真空密封系統，從而保證了光腔工作時的熱穩定性和可靠性。2、高效、實用的折轉鏡吸收冷光闌由於摺疊光腔對摺轉平面反射鏡的損耗 係數極為敏感，折轉鏡除了鏡本身的反射損耗和熱損耗外，還有鏡通過孔徑帶 來的衍射損耗以及雜散光帶來的其它熱損耗，因此折轉鏡是影響雷射器光束質 量和三折光腔穩定工作的關鍵元件。折轉鏡吸收冷光闌能有效的消除上述損耗 帶來的負面影響，使折轉鏡有較高的熱穩定性並對衍射光、雜散光能有效吸收， 防止光腔產生寄生振蕩，保證光腔在較高雷射功率密度下仍然能可靠工作。3、 振蕩光路的多樣性和光腔折數(N)的可選性對於橫流C02雷射器多折諧振腔來說，如果每個折轉鏡都單獨使用一塊鏡 片，整個光腔將會有N+1塊鏡片，從而使光腔機械結構複雜、調整困難並且很 難保證光腔的穩定性。本實用新型的四鏡三折光腔是多折腔的基礎腔型。在此基礎上可根據需要選擇光腔的折數、腔長和振蕩光路形式，例如若雷射器增益區截面寬度及氣體流速允許，本光腔結構不變，就可以選擇光腔折數(3—7折)， 振蕩光路也有其多樣性的選擇(平行或交叉等)。4、 光腔具備較強的實用性、互換性和可操作性《橫流C02雷射器實用三折光腔裝置》是根據國產1KW — 10KW橫流高 功率CO雷射器而設計研製的，它具有設計合理、結構簡單、調整方便、使用壽 命較長，所用元件少和性能可靠等特點，因此它具有較強的實用性、科學性和 可操作性。另外在此結構基礎上增加簡單的接口附件和光橋基礎結構的改進完 善，不需要再調腔就可以和其它腔型進行簡單的互換。需要說明的是在不改變本實用新型原理與構思的前提下，所作出的改變 或變形，均屬於本實用新型的保護範圍。


圖1是本實用新型實用三折光腔整體結構示意圖。圖2是本實用新型直冷式銅折轉鏡結構示意圖。圖3是本實用新型吸收冷光闌結構示意圖。圖4是圖3側面剖視示意圖。圖5是本實用新型波紋管結構示意圖。圖6是本實用新型中間一體法蘭結構示意圖。圖7是圖6 A—A向剖視示意圖。圖8是圖6B—B向剖視示意圖。圖9是圖6的背向示意圖。圖IO是本實用新型端部密封法蘭結構示意圖。圖11是本實用新型窗口鏡座定位付法蘭結構示意圖。圖12是圖11剖視示意圖。圖13是本實用新型後反鏡座定位付法蘭結構示意圖。 圖14是本實用新型冷卻機構結構示意圖。
具體實施方式
實施例橫流C02雷射器實用三折光腔裝置，由結構相同的前光腔體2和後光腔體1 組成，前、後兩個光腔體2和1包括折轉鏡與一體化調整機構、非同軸雙波紋 管機構、窗口鏡座與後反鏡座調整機構、光腔機械定位和腔鏡調整機構、光腔 外部冷水循環機構。折轉鏡與一體化調整機構，包括直冷式銅折轉鏡13、吸收冷光闌3、中間一 體法蘭12;如圖1~4和圖6—9所示，中間一體法蘭12圓心的兩側分別設置一 透光孔36和一折轉鏡安裝孔座29，透光孔36與折轉鏡安裝孔座29的圓心連線 兩側對稱設置有四個缺口 27，四個缺口 27位於中間一體法蘭12的邊緣上；在 中間一體法蘭12的法蘭體內設有兩條折轉鏡冷卻水道31、 51和兩條吸收冷光 闌冷卻水道38、 50;兩條折轉鏡冷卻水道31、 51的一端分別與兩個缺口27端面相連通，而折轉 鏡冷卻水道31的另一端與一個折轉鏡冷卻水道出口 30連通，同時折轉鏡冷卻 水道31的前端與一個折轉鏡冷卻水道進口 32相連通，折轉鏡冷卻水道進口 32 設置在中間一體法蘭12的周邊部位上；折轉鏡冷卻水道出口 30設置在折轉鏡 安裝孔座29的圓心部位，折轉鏡冷卻水道51的另一端與一個折轉鏡冷卻水道 進口 28相連通，同時折轉鏡冷卻水道51的前端與一個折轉鏡冷卻水道出口 26 相連通，折轉鏡冷卻水道出口 26設置在中間一體法蘭12的周邊部位上；折轉 鏡冷卻水道進口 28設置在折轉鏡安裝孔座29的周邊部位，中間一體法蘭12兩 面的周邊部位相對並對稱地每面設置六個盲螺孔34，折轉鏡安裝孔座29的前端 設有外冷水環形槽54;兩條吸收冷光闌冷卻水道38、 50的一端分別與兩個缺口27端面相連通，而吸收冷光闌冷卻水道38的另一端與一個吸收冷光闌冷卻水道進水口 37相連通； 同時吸收冷光闌冷卻水道38的前端與一個吸收冷光闌冷卻水道出水口 39連通； 吸收冷光闌冷卻水道50的另一端與一個吸收冷光闌冷卻水道出水口 35相連通， 同時吸收冷光闌冷卻水道50的前端與一個吸收冷光闌冷卻水道進水口 33相連 通；吸收冷光闌3的底部設有冷卻座23，冷卻座23的上部設置有冷卻座環形槽 20，如圖3、圖4所示，在冷卻座環形槽20上設置有冷光闌進水口 19和冷光闌 出水口 22，冷光闌進水口 19和冷光闌出水口 22位於冷卻座環形槽20的直徑兩 端，冷光闌進水口 19和冷光闌出水口 22的一端分別與冷卻座環形槽20連通， 另一端分別與冷卻座23的底面相連，冷卻座23上設置有兩個通光孔21，兩個 通光孔21位於冷卻座23中心的兩側，兩個通光孔21的圓心連線與冷光闌進、 出水口 19和22的圓心連線相垂直，冷光闌進、出水口 19、 22的兩旁分別對稱 的設有四個螺孔，冷卻座23的上面設置有密封壓蓋24;直冷式銅折轉鏡13通過專用夾具旋入中間一體法蘭12的折轉鏡安裝孔座29 內，如圖2~4，吸收冷光闌3的一個通光孔21套設在直冷式銅折轉鏡13的外 側，另一個通光孔21與中間一體法蘭12的透光孔36相重合，使三者構成一個 真空密封體。具體做法是如圖6—9所示，首先在中間一體法蘭12的折轉鏡 安裝孔座29的帶有M35xl螺紋口的內冷水環形槽55上裝入標準件矽橡膠密封 圈，然後將直冷式銅折轉鏡13用專用夾具旋入並壓合密封圈，直冷式銅折轉鏡 13中部的環形冷水槽18與折轉鏡安裝孔座29的內冷水環形槽55相連通，直冷 式銅折轉鏡13的前端環形口 52與折轉鏡安裝孔座29的外冷水環形槽54相連 通，直冷式銅折轉鏡13旋入安裝後利用量程為0. 4Mpa的真空壓力值專用檢測 器具，檢測密封洩露情況，同樣，對預先安裝的吸收冷光闌3進行密封檢測， 合格後，在裝配面2x06孔外冷水環形槽54裝入標準件矽橡膠密封圈，然後將 吸收冷光闌3的兩個035. 2通光孔21，如圖2、 3所示，其中一個套裝在中間 一體法蘭12上已安裝好的直冷式銅折轉鏡13的外側，另一個通光孔21與中間 一體法蘭上的035. 2孔對準，用4個M4螺釘將吸收光闌3固定連接在中間一 體法蘭12上。中間一體法蘭12的法蘭體內設有孔徑為^6的折轉鏡冷卻水道進 口 32、 28和折轉鏡冷卻水道出口 30、 26分別對應與直冷式銅折轉鏡13的中部 的環形冷水槽18與折轉鏡安裝孔座29的內環形冷水槽55相連通；吸收冷光闌 冷卻水道38、 50的吸收冷光闌冷卻水道進水口 37、 33和吸收冷光闌冷卻水道 出水口 39、 35分別對應與吸收冷光闡3的冷光闌進水口 19、冷光闌出水口 22連通，因此它們三者間就形成一個密封的冷卻循環系統。非同軸雙波紋管機構，包括波紋管一 11和波紋管二 14、兩片固定法蘭5、 兩片密封付法蘭6;如圖5所示，具體做法是採用了兩個內徑為09Omm、壁後 為0. 15—0. 25mm、波節數為5—7的通用波紋管一 11和波紋管二 14，將波 紋管一 11和波紋管二 14的一端分別與固定法蘭5氬弧焊接，另一端分別預先 套設進一可調法蘭25後在埠焊接一密封付法蘭6;隨著在波紋管一 11和波紋 管二 14進行密封檢測合格後在固定法蘭5和密封付法蘭6的環形槽內裝入標準 件丁腈橡膠密封圈，然後將一個波紋管一 11的焊有固定法蘭5的一側用6個 M6螺釘密封固定在中間一體法蘭12的一面，同樣，將另一個波紋管二 14的焊 有固定法蘭5的一側也用6個M6螺釘密封固定在中間一體法蘭12的另一面， 安裝完成後波紋管一 ll和波紋管二 14的軸線間距為10mm。波紋管一 11的焊 接密封付法蘭6的一端與端部密封法蘭7用螺絲連接，波紋管二 14的焊接密封 付法蘭6端與雷射器真空箱體15上的調整方法蘭用螺絲密封連接。前、後光腔體2和1採用波紋管一、二 11和14這種高質量彈性元件和前、 後光腔體2和1各自的非同軸密封連接，使得腔休內直冷式銅折轉鏡13和窗口 鏡(或後反鏡)的調整是各自相互獨立的，同時又能保證工作期間窗口鏡(或後反 鏡)外部調整的需要和腔體密封性的要求。光腔機械定位和腔鏡調整機構，包括光橋固定框座4，具體做法是如圖l 所示，三個M10xl調整螺杆10按120。均布位置固定在光橋固定框座4上，與中 間一體法蘭12的三個-12. 5孔的位置相對應，將中間一體法蘭12組裝固定在 光橋固定框座4上，光橋固定框座4具有水平、垂直調整和鎖定功能，球面螺 母安裝於-12. 5孔的倒角一側，各球面螺母和固定螺母間留有相應距離，以保 證腔鏡的調整需要。然後將端部密封法蘭7固定安裝在三個MlOxl調整螺杆10 上，同時將端部密封法蘭7的6個07孔和波紋管一、二 11、 14及可調法蘭25 的6個07孔的位置相對應，使端部密封法蘭7與波紋管一、二11和14密封連 接。窗口鏡座與後反鏡座調整機構，包括通用系列的窗口鏡座9和後反鏡座17、 窗口鏡座定位付法蘭8和後反鏡座定位付法蘭16;窗口鏡座定位付法蘭8的法 蘭體邊緣端面設置有窗口鏡座進水口 42和窗口鏡座出水口 44，窗口鏡座進、出 水口 42和44與窗口鏡座定位付法蘭8法蘭體中部的窗口鏡座環形槽43相連通； 如圖13所示，後反鏡座的定位付法蘭16的法蘭體邊緣端面設置有後反鏡座進 水口 47和後反鏡座出水口 49，後反鏡座進、出水口 47和49與後反鏡座的定位付法蘭16法蘭體中部的後反鏡座環形槽48相連通，具體作法是在窗口鏡座定位付法蘭8和後反鏡鏡座定位付法蘭16上分別裝設有經密封檢測合格的吸收 光闌45，如圖12、圖13所示，吸收光闌45的底部設置有吸收光闌環形冷水槽 46，吸收光闌環形冷水槽46分別與窗口鏡座定位付法蘭8的窗口鏡座環形槽43 和後反鏡座的定位付法蘭16的後反鏡座環形槽48對位、密封、螺紋連接。窗 口鏡座9和後反鏡座17分別偏心固定連接在窗口鏡座定位付法蘭8和後反鏡座 定位付法蘭16上，如圖1所示，在窗口鏡座定位付法蘭8和後反鏡座定位付法 蘭16的環形槽中裝入標準件丁腈橡膠密封圈，再用4個M5螺釘分別密封固定 與端部密封法蘭7相連接，端部密封法蘭7的中間部位設置有一偏心透光孔40， 偏心透光孔40的周圍設置有多個對稱的螺孔41，多個對稱的螺孔41的中心與 偏心透光孔40的圓心並不重合。光腔外部冷水循環機構，包括窗口鏡冷水循環部分、前折轉鏡冷水循環部 分、後反鏡冷水循環部分、後折轉鏡冷水循環部分；如圖14所示，窗口鏡座冷 水循環部分的冷水循環管路與窗口鏡座定位付法蘭8的窗口鏡座進水口 42連 通，窗口鏡座定位付法蘭8的窗口鏡座環形槽43與吸收光闌45環形冷水槽46 相密封連接，窗口鏡座定位付法蘭8的窗口鏡座出水口 44通過冷水循環管路返 回冷水循環槽53;前折轉鏡冷水循環部分的冷水循環管路分設兩路，其中一路是冷水循環槽 53通過冷水循環管路與中間一體法蘭12的雙水道中的吸收冷光闌冷卻水道50 的吸收冷光闌冷卻水道進水口 33相連接，吸收冷光闌冷卻水道出水口 35與吸 收冷光闌3冷卻座23的冷光闌進水口 19相連通，冷卻座23的冷光闌出水口 22 與中間一體法蘭12的吸收冷光闌冷卻水道38的吸收冷光闌冷卻水道進水口 37 相連通，吸收冷光闌冷卻水道38的吸收冷光闌冷卻水道出水口 39通過冷水循 環管路連接到冷水循環槽53;另一冷水循環管路是冷水循環槽53通過冷水循環 管路與中間一體法蘭12的雙水道中的折轉鏡冷卻水道31的折轉鏡冷卻水道進 口 32連接，折轉鏡冷卻水道出口 30與折轉鏡安裝孔座內冷水環形槽55連通， 折轉鏡安裝孔座內冷水環形槽55與直冷式銅折轉鏡13的環形冷水槽18相連通， 折轉鏡安裝孔座外冷水環形槽54與直冷式銅折轉鏡13的前端環形口 52相連通， 折轉鏡安裝孔座外冷水環形槽54與折轉鏡冷卻水道51的折轉鏡冷卻水道進口 28相連通，折轉鏡冷卻水道出口 26通過冷水循環管路與冷水循環槽53相連接；後反鏡座冷水循環部分的冷水循環管路與後反鏡座定位付法蘭16的後反鏡 座進水孔47連通，後反鏡座定位付法蘭16的後反鏡座環形槽48與吸收光闌45的環形冷水槽46相密封連接，後反鏡座定位付法蘭16的後反鏡座出水孔49通 過冷水循環管路與冷水循環槽53相連通；後折轉鏡冷水循環部分的冷水循環管路分設兩路，其中一路是冷水循環槽 53通過冷水循環管路與中間一體法蘭12的雙水道中的吸收冷光闌冷卻水道50 的吸收冷光鬧冷卻水道進水口 33相連接，吸收冷光闌冷卻水道出水口 35與吸 收冷光闌3的冷卻座23的冷光闌進水口 19相連通，冷卻座23的冷光闌出水口 22與中間一體法蘭12的吸收冷光闌冷卻水道38的吸收冷光闌冷卻水道進水口 37相連通，吸收冷光闌冷卻水道38的吸收冷光闌冷卻水道出水口 39通過冷水 循環管路連接到冷水循環槽53;另一冷水循環管路是冷水循環槽53通過冷水循 環管路與中間一體法蘭12的雙水道中的折轉鏡冷卻水道31的折轉鏡冷卻水道 進口 32連接，折轉鏡冷卻水道出口 30與折轉鏡安裝孔座內冷水環形槽55連通， 折轉鏡安裝孔座內冷水環形槽55與直冷式銅折轉鏡13的環形冷水槽18相連通， 折轉鏡安裝孔座外冷水環形槽54與直冷式銅折轉鏡13的前端環形口 52相連通， 折轉鏡安裝孔座外冷水環形槽54與折轉鏡冷卻水道51的折轉鏡冷卻水道進口 28相連通，折轉鏡冷卻水道出口 26通過冷水循環管路與冷水循環槽53相連接。
權利要求1、橫流CO2雷射器實用三折光腔裝置，由結構相同的前光腔體(2)和後光腔體(1)組成，前、後兩個光腔體(2)和(1)包括折轉鏡與一體化調整機構、非同軸雙波紋管機構、窗口鏡座與後反鏡座調整機構、光腔機械定位和腔鏡調整機構、光腔外部冷水循環機構，其特徵在於所述的折轉鏡與一體化調整機構，包括直冷式銅折轉鏡(13)、吸收冷光闌(3)、中間一體法蘭(12)；直冷式銅折轉鏡(13)位於中間一體法蘭(12)的折轉鏡安裝孔座(29)內，直冷式銅折轉鏡(13)的中部設置有環形冷水槽(18)，環形冷水槽(18)與折轉鏡安裝孔座(29)的內冷水環形槽(55)相連通，直冷式銅折轉鏡(13)的前端環形口(52)與折轉鏡安裝孔座(29)的外冷水環形槽(54)相連通；吸收冷光闌(3)圓心的兩側設有兩個通光孔(21)，一個通光孔(21)套設在直冷式銅折轉鏡(13)的外側，另一個通光孔(21)與中間一體法蘭(12)的透光孔(36)相重合，通過螺絲將吸收冷光闌(3)固定在中間一體法蘭(12)上；所述的非同軸雙波紋管機構，包括波紋管一(11)和波紋管二(14)、兩片固定法蘭(5)、兩片密封付法蘭(6)；波紋管一(11)和波紋管二(14)的一端分別與兩片固定法蘭(5)焊接，另一端分別預先套進一可調法蘭(25)後再在埠焊接一密封付法蘭(6)；在波紋管一(11)和波紋管二(14)焊接固定法蘭(5)的一端分別密封裝設在中間一體法蘭(12)的兩面，波紋管一(11)的焊接密封付法蘭(6)的端部與端部密封法蘭(7)用螺絲連接，波紋管二(14)的焊接密封付法蘭(6)的端部與雷射器真空箱體(15)上的調整方法蘭用螺絲密封連接，波紋管一(11)和波紋管二(14)的軸線互有間距；所述的窗口鏡座與後反鏡座調整機構，包括通用系列的窗口鏡座(9)和後反鏡座(17)、窗口鏡座定位付法蘭(8)和後反鏡座定位付法蘭(16)；在窗口鏡座定位付法蘭(8)和後反鏡座定位付法蘭(16)上分別裝設有吸收光闌(45)，窗口鏡座(9)和後反鏡座(17)分別偏心固定連接在窗口鏡座定位付法蘭(8)和後反鏡座定位付法蘭(16)上，窗口鏡座定位付法蘭(8)和後反鏡座定位付法蘭(16)分別與端部密封法蘭(7)相連接；所述光腔機械定位和腔鏡調整機構，包括光橋固定框座(4)；前、後光腔體(2)和(1)分別固定裝設在雷射器光橋前後端部的光橋固定框座(4)上，通過固定在光橋固定框座(4)上的三個120°均勻設置的不鏽鋼調整螺杆(10)定位連接，調整螺杆(10)兩端分別穿過中間一體法蘭(12)和端部密封法蘭7，通過中間一體法蘭(12)和端部密封法蘭(7)兩面的球面螺母和平面螺母調整鎖定；所述的光腔外部冷水循環機構，包括窗口鏡冷水循環部分、前折轉鏡冷水循環部分、後反鏡冷水循環部分、後折轉鏡冷水循環部分；窗口鏡座冷水循環部分的冷水循環管路與窗口鏡座定位付法蘭(8)的窗口鏡座進水口(42)連通，窗口鏡座定位付法蘭(8)的窗口鏡座環形槽(43)與吸收光闌(45)的環形冷水槽(46)相密封連接，窗口鏡座定位付法蘭(8)的窗口鏡座出水口(44)通過冷水循環管路返回冷水循環槽(53)；前折轉鏡冷水循環部分的冷水循環管路分設兩路，其中一路是冷水循環槽(53)通過冷水循環管路與中間一體法蘭(12)的雙水道中的吸收冷光闌冷卻水道(50)的吸收冷光闌冷卻水道進水口(33)相連接，吸收冷光闌冷卻水道出水口(35)與吸收冷光闌(3)冷卻座(23)的冷光闌進水口(19)相連通，冷卻座(23)的冷光闌出水口(22)與中間一體法蘭(12)的吸收冷光闌冷卻水道(38)的吸收冷光闌冷卻水道進水口(37)相連通，吸收冷光闌冷卻水道(38)的吸收冷光闌冷卻水道出水口(39)通過冷水循環管路連接到冷水循環槽(53)；另一冷水循環管路是冷水循環槽(53)通過冷水循環管路與中間一體法蘭(12)的雙水道中的折轉鏡冷卻水道(31)的折轉鏡冷卻水道進口(32)連接，折轉鏡冷卻水道出口(30)與折轉鏡安裝孔座內冷水環形槽(55)連通，折轉鏡安裝孔座內冷水環形槽(55)與直冷式銅折轉鏡(13)的環形冷水槽(18)相連通，折轉鏡安裝孔座外冷水環形槽(54)與直冷式銅折轉鏡(13)的前端環形口(52)相連通，折轉鏡安裝孔座外冷水環形槽(54)與折轉鏡冷卻水道(51)的折轉鏡冷卻水道進口(28)相連通，折轉鏡冷卻水道出口(26)通過冷水循環管路與冷水循環槽(53)相連接；後反鏡座冷水循環部分的冷水循環管路與後反鏡座定位付法蘭(16)的後反鏡座進水孔(47)連通，後反鏡座定位付法蘭(16)的後反鏡座環形槽(48)與吸收光闌(45)的環形冷水槽(46)相密封連接，後反鏡座定位付法蘭(16)的後反鏡座出水孔(49)通過冷水循環管路與冷水循環槽(53)相連通；後折轉鏡冷水循環部分的冷水循環管路分設兩路，其中一路是冷水循環槽(53)通過冷水循環管路與中間一體法蘭(12)的雙水道中的吸收冷光闌冷卻水道(50)的吸收冷光闌冷卻水道進水口(33)相連接，吸收冷光闌冷卻水道出水口(35)與吸收冷光闌(3)的冷卻座(23)的冷光闌進水口(19)相連通，冷卻座(23)的冷光闌出水口(22)與中間一體法蘭(12)的吸收冷光闌冷卻水道(38)的吸收冷光闌冷卻水道進水口(37)相連通，吸收冷光闌冷卻水道(38)的吸收冷光闌冷卻水道出水口(39)通過冷水循環管路連接到冷水循環槽(53)；另一冷水循環管路是冷水循環槽(53)通過冷水循環管路與中間一體法蘭(12)的雙水道中的折轉鏡冷卻水道(31)的折轉鏡冷卻水道進口(32)連接，折轉鏡冷卻水道出口(30)與折轉鏡安裝孔座內冷水環形槽(55)連通，折轉鏡安裝孔座內冷水環形槽(55)與直冷式銅折轉鏡(13)的環形冷水槽(18)相連通，折轉鏡安裝孔座外冷水環形槽(54)與直冷式銅折轉鏡(13)的前端環形口(52)相連通，折轉鏡安裝孔座外冷水環形槽(54)與折轉鏡冷卻水道(51)的折轉鏡冷卻水道進口(28)相連通，折轉鏡冷卻水道出口(26)通過冷水循環管路與冷水循環槽(53)相連接。
2、根據權利要求1所述的橫流C02雷射器實用三折光腔裝置，其特徵在於 上述的中間一體法蘭(12)圓心的兩側分別設置一透光孔(36)和一折轉鏡安 裝孔座(29)，透光孔(36)與折轉鏡安裝孔座(29)的圓心連線的兩側對稱設 置有四個缺口 (27)，四個缺口 (27)對稱位於中間一體法蘭(12)的邊緣上； 在中間一體法蘭(12)的法蘭體內設有兩條折轉鏡冷卻水道(31)、 (51)和兩 條吸收冷光闌冷卻水道(38)、 (50);兩條折轉鏡冷卻水道(31)、 (51)的一端分別與兩個缺口 (27)端面相連通， 而折轉鏡冷卻水道(31)的另一端與一個折轉鏡冷卻水道出口 (30)連通，同 時折轉鏡冷卻水道(31)的前端與一個折轉鏡冷卻水道進口 (32)相連通，折 轉鏡冷卻水道進口 (32)設置在中間一體法蘭(12)的周邊部位上；折轉鏡冷 卻水道出口 (30)設置在ff轉鏡安裝孔座(29)的圓心部位，折轉鏡冷卻水道(51)的另一端與一個折轉鏡冷卻水道進口 (28)相連通，同時折轉鏡冷卻水 道(51)的前端與一個折轉鏡冷卻水道出口 (26)相連通，折轉鏡冷卻水道出 口 (26)設置在中間一體法蘭(12)的周邊部位上；折轉鏡冷卻水道進口 (28) 設置在折轉鏡安裝孔座(29)的周邊部位；兩條吸收冷光闌冷卻水道(38)、 (50)的一端分別與兩個缺口 (27)端面相 連通，而吸收冷光闌冷卻水道(38)的另一端與一個吸收冷光闌冷卻水道進水 口 (37)相連通；同時吸收冷光闌冷卻水道(38)的前端與一個吸收冷光闌冷 卻水道出水口 (39)連通；吸收冷光闌冷卻水道(50)的另一端與一個吸收冷 光闌冷卻水道出水口 (35)相連通，同時吸收冷光闌冷卻水道(50)的前端與 一個吸收冷光闌冷卻水道進水口 (33)相連通。
3、 根據權利要求1所述的橫流C02雷射器實用三折光腔裝置，其特徵在於: 上述的中間一體法蘭(12)兩面的周邊部位分別對稱並相對地設置六個盲螺孔(34)。
4、 根據權利要求1所述的橫流C02雷射器實用三折光腔裝置，其特徵在於: 上述的吸收冷光闌(3)的冷卻座(23)的上部設置有冷卻座環形槽(20)，在 冷卻座環形槽(20)上設置有冷光闌進水口 (19)和冷光闌出水口 (22)，冷光 闌進水口 (19)和冷光闌出水口 (22)位於冷卻座環形槽(20)的直徑兩端， 冷光闌進水口 (19)和冷光闌出水口 (22)的一端分別與冷卻座環形槽(20) 連通，另一端分別與冷卻座(23)的底面相連，冷卻座(23)上設置有兩個通 光孔(21)，兩個通光孔(21)位於冷卻座(23)中心的兩側，兩個通光孔(21) 圓心連線與冷光闌進、出水口 (19)和(22)圓心連線相垂直，冷光闌進、出 水口 (19)、 (22)的兩旁分別對稱的設有四個螺孔，冷卻座(23)的上面設置 有密封壓蓋(24)。
5、 根據權利要求1所述的橫流C02雷射器實用三折光腔裝置，其特徵在於: 上述的窗口鏡座定位付法蘭(8)的法蘭體邊緣端面設置有窗口鏡座進水口 (42) 和窗口鏡座出水口 (44)，窗口鏡座進、出水口 (42)、 (44)與窗口鏡座定位付 法蘭(8)法蘭體中部的窗口鏡座環形槽(43)相連通，窗口鏡座定位付法蘭(8) 的上部裝設有吸收光闌(45)，吸收光闌(45)的底部設置有環形冷水槽(46)， 環形冷水槽(46)與窗口鏡座定位付法蘭(8)的窗口鏡環形槽(43)對位、密 封、螺紋連接；後反鏡座定位付法蘭(16)的法蘭體邊緣端面設置有後反鏡座進水口 (47) 和後反鏡座出水口 (49)，後反鏡座進、出水口 (47)、 (49)與後反鏡座定位付 法蘭(16)法蘭體中部的後反鏡座環形槽(48)相連通，後反鏡座定位付法蘭 (16)的上部裝設有吸收光闌(45)，吸收光闌(45)的底部設置有環形冷水槽 (46),環形冷水槽(46)與後反鏡座定位付法蘭(16)的後反鏡座環形槽(48) 對位、密封、螺紋連接。
6、 根據權利要求1所述的橫流C02雷射器實用三折光腔裝置，其特徵在於: 上述的直冷式銅折轉鏡(13)的前部設置有環形冷水槽(18)。
7、 根據權利要求1所述的橫流C02雷射器實用三折光腔裝置，其特徵在於: 上述的折轉鏡安裝孔座(29)的底端設置有內冷水環形槽(55)，折轉鏡安裝孔 座(29)的前端設置有外冷水環形槽(54)。
8、 根據權利要求1所述的橫流C02雷射器實用三折光腔裝置，其特徵在於:上述的端部密封法蘭(7)的中間部位設置有一偏心透光孔(40)，偏心透光孔(40)的周圍設置有多個對稱的螺孔(41)，多個對稱的螺孔(41)的中心與偏 心透光孔(40)的圓心並不重合。
專利摘要橫流CO2雷射器實用三折光腔裝置，由結構相同的前、後兩個光腔體組成，光腔體包括折轉鏡與一體化調整機構、非同軸雙波紋管機構、窗口鏡座與後反鏡座調整機構、光腔機械定位和腔鏡調整機構、光腔外部冷水循環機構，雙波紋管分別密封裝設在中間一體法蘭的兩面，軸線互有間距，雙波紋管另兩端分別與調整法蘭、端部法蘭連接；端部法蘭與窗口鏡座與後反鏡座調連接，調整法蘭與光腔箱體連接，折轉鏡和吸收冷光闌安裝在中間一體法蘭上；設計合理、結構簡單、調整方便、使用壽命較長，所用元件少和性能可靠，具有較強的實用性、科學性和可操作性。在此結構基礎上增加簡單的接口附件和對光橋基礎結構略加完善，可不需要調腔就能其它腔型進行簡單的互換。
文檔編號H01S3/04GK201118089SQ20072001385
公開日2008年9月17日 申請日期2007年8月17日 優先權日2007年8月17日
發明者雨 李, 陶興啟 申請人:瀋陽大陸雷射成套設備有限公司