一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及激光器領域，特別涉及一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器，包括由外向內依次套設的儲氣管、水冷管和放電管，所述水冷管與所述放電管固定連接，所述水冷管與所述儲氣管之間設置有支撐架，所述支撐架分別與所述水冷管和儲氣管固定連接，所述支撐架在沿所述儲氣管長度的方向上具有彈性，所述支撐架在沿所述儲氣管徑向的方向上具有彈性。通過在水冷管和儲氣管之間固定設置支撐架，支撐架在沿儲氣管的長度方向和徑向方向上都具有彈性，使得激光器無論是受到長度方向還是徑向方向的沖擊，支撐架都能夠提供一定程度的彈性變形，起緩沖作用，避免激光器內部結構受到沖擊而碎裂。
【專利說明】一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器

【技術領域】
[0001] 本發明涉及激光器領域，特別涉及一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光 器。

【背景技術】
[0002] 由于二氧化碳激光器有比較大的功率和比較高的能量轉換效率，譜線也比較豐 富，在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出，在工業、軍事、醫療、科研等方面都得到了廣 泛的應用。
[0003] 目前的二氧化碳激光器，通常包括有放電管、套設在放電管外部的水冷管，套設在 水冷管外部的儲氣管、設置在放電管兩端的電極、以及設置在儲氣管兩端的輸出窗和反射 窗，反射窗包括有反射鏡片和反射鏡片冷卻裝置，輸出窗包括有輸出鏡片和輸出鏡片冷卻 裝置，在放電管內充以二氧化碳氣體和其它輔助氣體；當在電極上加高電壓時，放電管中產 生輝光放電，經反射鏡片和輸出鏡片反射后形成激光束，從輸出鏡片中射出得到最終的激 光束。
[0004] 由于激光器通常為細長結構，放電管套設在水冷管內，而水冷管又套設在儲氣管 內，在水冷管與儲氣管之間需要設置支撐架來保證水冷管與儲氣管之間相對位置的固定。
[0005] 由于激光器的特殊的結構特性要求，需要支撐架不同于常規支撐架，而同時具備 多個方面的能力。
[0006] 首先，由于激光器的儲氣管、水冷管和放電管都為玻璃件，其可塑性差，耐沖擊能 力差，所以需要支撐架在提供堅直方向的支撐力的同時，還需要支撐架在堅直方向具有一 定的彈性，使激光器在受到堅直方向沖擊的時候，支撐架能夠提供一定程度的彈性變形量， 避免激光器內部的各個細長管件因堅直方向的沖擊而破壞； 其次，在激光器搬移運輸時，常常也會受到沿長度方向的沖擊力，所以還需要支撐架能 夠提供沿激光器長度方向的支撐力；然而，在激光器工作時，放電管和水冷管的溫度逐漸升 高，使得放電管和水冷管的長度也會具有一定長度的伸長量，所以使得支撐架在提供沿激 光器長度方向的支撐力的同時，還需要在沿激光器的長度方向上具有一定的彈性，以起到 緩沖作用，避免激光器內部的各個細長管件因沿激光器長度方向的沖擊而破壞； 為此，發明人在經潛心研發和若干試驗后，設計出了一種盤狀支撐架，詳見中國專利， 專利號：CN203585734U，發明名稱為《一種盤狀支撐架》，通過這種盤狀支撐架比較完美的解 決了上述問題。
[0007] 但是，隨著發明人進一步的深入研究，以及實際生產中和客戶所反饋回來的問 題，發明人發現，上述這種結構的盤狀支撐架依然存在著不足。具體體現為，在沿激光器長 度方向的強度不夠，當激光器受到沿長度方向的沖擊時，容易發生支撐架斷裂，或者支撐架 與儲氣管或者水冷管之間的連接斷開，導致激光器內部碎裂；而在沿儲氣管徑向上的卻基 本為剛性支撐，所以當激光器受到沖擊時，不能夠在沿儲氣管徑向的方向上提供足夠的變 形緩沖量。所有這些原因致使激光器在搬移運輸過程中，極容易受到沖擊而損壞，損耗率極 高，直接制約了產品的推廣。
[0008] 所以，目前亟需一種內部水冷管和儲氣管之間可靠連接的二氧化碳激光器。


【發明內容】

[0009] 本發明的目的在于：針對現有二氧化碳激光器存在的上述不足，提供了一種內部 水冷管和儲氣管之間可靠連接的二氧化碳激光器。
[0010] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為： 一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器，包括由外向內依次套設的儲氣管、 水冷管和放電管，所述水冷管與所述放電管固定連接，所述水冷管與所述儲氣管之間設置 有支撐架，所述支撐架分別與所述水冷管和儲氣管固定連接，所述支撐架在沿所述儲氣管 長度的方向上具有彈性。所述支撐架在沿所述儲氣管徑向的方向上也具有彈性，如此，通過 在水冷管和儲氣管之間固定設置支撐架，支撐架在沿儲氣管的長度方向和徑向方向上都具 有彈性，使得激光器無論是受到長度方向還是徑向方向的沖擊，支撐架都能夠提供一定程 度的彈性變形，起緩沖作用，避免激光器內部結構受到沖擊而碎裂。
[0011] 作為優選，所述支撐架為具有一缺口的不閉合環狀結構，所述缺口處的支撐架為 所述支撐架的兩個端部，其中一個端部的內側設置有第一凸起，所述第一凸起與所述水冷 管固定連接，另一個端部外側設置有第二凸起，所述第二凸起與所述儲氣管固定連接。由于 支撐架為具有一缺口的不閉合環狀結構，兩個端部分別的與儲氣管和水冷管連接，使得支 撐架成為一個彈性結構，能夠在沿其徑向的方向和軸向的方向上都具有一定的彈性，同時， 通過在支撐架的兩個端部分別設置第一凸起和第二凸起，方便第一凸起與水冷管固定連 接，以及第二凸起與所述儲氣管連接，并且在支撐架與水冷管和儲氣管之間形成間隙，使儲 氣管內支撐架兩側的空間連通，保證激光器的正常工作。
[0012] 作為優選，所述支撐架的內側與所述水冷管的外壁之間有間隙，所述支撐架的外 側與所述儲氣管的內壁之間有間隙。使得支撐架不隔斷儲氣管與水冷管之間的空腔，保證 儲氣管內氣體的流通。
[0013] 作為優選，所述支撐架為平面板狀。將支撐架設置為平面板狀，方便支撐架的生產 制造。
[0014] 作為優選，所述支撐架沿圓周方向的中間部分沿徑向的寬度大于兩端部沿徑向的 寬度。激光器受到沖擊時，支撐架受到力僅在于其兩個端部，兩個端部受到的力大小相等而 方向相反，所以在支撐架沿圓周方向的中部所受到的彎矩最大，所以將支撐架沿圓周方向 的中間部分的寬度增大，避免當沖擊過大時，支撐架發生斷裂。
[0015] 作為優選，所述支撐架沿徑向的寬度由一個端部逐漸增大至中間部位后，再逐漸 減小至另一個端部。使支撐架寬度的變化均勻平滑，提高支撐架的力學性能，使得支撐架上 各個部分的結構強度都得到充分的發揮。
[0016] 作為另一優選，所述支撐架沿圓周方向的中間部分的厚度大于兩端部的厚度。激 光器受到沖擊時，支撐架受到力僅在于其兩個端部，兩個端部受到的力大小相等而方向相 反，所以在支撐架沿圓周方向的中部所受到的彎矩最大，所以將支撐架沿圓周方向的中間 部分的厚度增大，避免當沖擊過大時，支撐架發生斷裂。
[0017] 作為優選，所述支撐架的厚度由一個端部逐漸增加至中間部位后，再逐漸減小至 另一個端部。使支撐架厚度的變化均勻平滑，提高支撐架的力學性能，使得支撐架上各個部 分的結構強度都得到充分的發揮。
[0018] 作為優選，所述支撐架為對稱結構，所述支撐架的對稱面垂直于所述支撐架所在 的平面并沿所述支撐架的徑向穿過所述缺口。支撐架為對稱結構，進一步提高支撐架的力 學性能，使支撐架受力穩定均勻，進一步保證了支撐架支撐的可靠性。
[0019] 作為優選，所述支撐架的材質與所述水冷管和儲氣管的材質相同。由于水冷管和 儲氣管在工作時，溫度會發生變化，儲氣管和水冷管都會產生一定的變形，所以采用與水冷 管和儲氣管相同材質的支撐架，使得支撐架能夠與水冷管和儲氣管具有相同的熱膨脹率， 能夠與水冷管和儲氣管發生一致的變形，避免了對儲氣管的拉扯而影響激光器的輸出精 度；需要說明的是，在本申請中，涉及的二氧化碳激光器為高精度的精密儀器，其中所述的 彈性也有異于常規【技術領域】中所述的彈性，本申請中所指的彈性及其變形都非常微小，所 以認為常規技術中的脆性材料在受力情況下即使產生微小變形在本申請中也可以認為是 彈性材料。
[0020] 作為優選，所述第一凸起沿圓周方向的長度與所述支撐架與水冷管所需的連接強 度相適應，所述第二凸起沿圓周方向的長度與所述支撐架與儲氣管所需的連接強度相適 應。當支撐架與儲氣管和水冷管之間需要較高的連接強度時，將第一凸起和第二凸起的長 度設置得長一些，保證支撐架與儲氣管和水冷管之間的連接強度，使激光器安全可靠。
[0021] 作為優選，所述水冷管上間隔套設有若干所述支撐架。根據水冷管的長度，通過間 隔設置多個支撐架以滿足支撐需要。
[0022] 綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是： 1、通過在水冷管和儲氣管之間固定設置支撐架，支撐架在沿儲氣管長度方向和徑向方 向上都具有彈性，使得激光器無論是受到長度方向還是徑向方向的沖擊，支撐架都能夠提 供一定程度的彈性變形，起緩沖作用，避免激光器內部結構受到沖擊而碎裂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明的結構示意圖； 圖2為圖1中A-A截面的結構示意圖； 圖3為支撐架的結構示意圖， 圖中標記：1-儲氣管，2-水冷管，3-放電管，4-支撐架，5-缺口，6-第一凸起，7-第二 凸起。

【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。
[0025] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不 用于限定本發明。
[0026] 如圖所示的一種具有平面盤狀彈性支撐的二氧化碳激光器，包括由外向內依次套 設的儲氣管1、水冷管2和放電管3,所述水冷管2與所述放電管3固定連接，所述水冷管2 與所述儲氣管1之間設置有支撐架4,所述支撐架4分別與所述水冷管2和儲氣管1固定連 接，所述支撐架4在沿所述儲氣管1長度的方向上具有彈性，所述支撐架4在沿所述儲氣管 1徑向的方向上具有彈性。通過在水冷管2和儲氣管1之間固定設置支撐架4,支撐架4在 沿儲氣管1的長度方向和徑向方向上都具有彈性，使得激光器無論是受到長度方向還是徑 向方向的沖擊，支撐架4都能夠提供一定程度的彈性變形，起緩沖作用，避免激光器內部結 構受到沖擊而碎裂。
[0027] 作為優選，所述支撐架4為具有一缺口 5的不閉合環狀結構，所述缺口 5處的支撐 架4為所述支撐架4的兩個端部，其中一個端部的內側設置有第一凸起6,所述第一凸起6 與所述水冷管2固定連接，另一個端部外側設置有第二凸起7,所述第二凸起7與所述儲氣 管1固定連接。由于支撐架4為具有一缺口 5的不閉合環狀結構，兩個端部分別的與儲氣 管1和水冷管2連接，使得支撐架4成為一個彈性結構，能夠在沿其徑向的方向和軸向的方 向上都具有一定的彈性，同時，通過在支撐架4的兩個端部分別設置第一凸起6和第二凸起 7,方便第一凸起6與水冷管2固定連接，以及第二凸起7與所述儲氣管1連接，并且在支撐 架4與水冷管2和儲氣管1之間形成間隙，使儲氣管1內支撐架4兩側的空間連通，保證激 光器的正常工作。
[0028] 作為優選，所述第一凸起6沿圓周方向的長度與所述支撐架4與水冷管2所需的 連接強度相適應，所述第二凸起7沿圓周方向的長度與所述支撐架4與儲氣管1所需的連 接強度相適應。當支撐架4與儲氣管1和水冷管2之間需要較高的連接強度時，將第一凸 起6和第二凸起7的長度設置得長一些，保證支撐架4與儲氣管1和水冷管2之間的連接 強度，使激光器安全可靠。
[0029] 作為優選，所述支撐架4的內側與所述水冷管2的外壁之間有間隙，所述支撐架4 的外側與所述儲氣管1的內壁之間有間隙。使得支撐架4不隔斷儲氣管1與水冷管2之間 的空腔，保證儲氣管1內氣體的流通。
[0030] 作為優選，所述支撐架4沿圓周方向的中間部分沿徑向的寬度大于兩端部沿徑向 的寬度。激光器受到沖擊時，支撐架4受到力僅在于其兩個端部，兩個端部受到的力大小相 等而方向相反，所以在支撐架4沿圓周方向的中部所受到的彎矩最大，所以將支撐架4沿圓 周方向的中間部分的寬度增大，避免當沖擊過大時，支撐架4發生斷裂。
[0031] 作為優選，所述支撐架4沿徑向的寬度由一個端部逐漸增大至中間部位后，再逐 漸減小至另一個端部。使支撐架4寬度的變化均勻平滑，提高支撐架4的力學性能，使得支 撐架4上各個部分的結構強度都得到充分的發揮。
[0032] 作為優選，所述支撐架4為平面板狀。將支撐架4設置為平面板狀，方便支撐架4 的生產制造。
[0033] 作為另一優選，所述支撐架4沿圓周方向的中間部分的厚度大于兩端部的厚度。 激光器受到沖擊時，支撐架4受到力僅在于其兩個端部，兩個端部受到的力大小相等而方 向相反，所以在支撐架4沿圓周方向的中部所受到的彎矩最大，所以將支撐架4沿圓周方向 的中間部分的厚度增大，避免當沖擊過大時，支撐架4發生斷裂。
[0034] 作為優選，所述支撐架4的厚度由一個端部逐漸增加至中間部位后，再逐漸減小 至另一個端部。使支撐架4厚度的變化均勻平滑，提高支撐架4的力學性能，使得支撐架4 上各個部分的結構強度都得到充分的發揮。
[0035] 00作為優選，所述支撐架4為對稱結構，所述支撐架4的對稱面垂直于所述支撐架 4的平面并沿所述支撐架4的徑向穿過所述缺口 5。支撐架4為對稱結構，進一步提高支撐 架4的力學性能，使支撐架4受力穩定均勻，進一步保證了支撐架4支撐的可靠性。
[0036] 作為優選，所述支撐架4的材質與所述水冷管2和儲氣管1的材質相同。由于水 冷管2和儲氣管1在工作時，溫度會發生變化，儲氣管1和水冷管2都會產生一定的變形， 所以采用與水冷管2和儲氣管1相同材質的支撐架4,使得支撐架4能夠與水冷管2和儲氣 管1具有相同的熱膨脹率，能夠與水冷管2和儲氣管1發生一致的變形，避免了對儲氣管1 的拉扯而影響激光器的輸出精度。
[0037] 作為優選，所述水冷管2上間隔套設有若干所述支撐架4。根據水冷管2的長度， 通過間隔設置多個支撐架4以滿足支撐強度的需要。
[0038] 凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在 本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種具有平面盤狀彈性支撐架的二氧化碳激光器，包括由外向內依次套設的儲氣 管、水冷管和放電管，所述水冷管與所述放電管固定連接，所述水冷管與所述儲氣管之間設 置有支撐架，其特征在于，所述支撐架分別與所述水冷管和儲氣管固定連接，所述支撐架在 沿所述儲氣管長度的方向上具有彈性。
2. 根據權利要求1所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架的內側與所述水 冷管的外壁之間有間隙，所述支撐架的外側與所述儲氣管的內壁之間有間隙。
3. 根據權利要求2所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架為具有一缺口的 不閉合環狀結構，所述缺口處的支撐架為所述支撐架的兩個端部，其中一個端部的內側設 置有第一凸起，所述第一凸起與所述水冷管固定連接，另一個端部外側設置有第二凸起，所 述第二凸起與所述儲氣管固定連接。
4. 根據權利要求3所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架沿圓周方向的中 間部分沿徑向的寬度大于兩端部沿徑向的寬度。
5. 根據權利要求4所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架沿徑向的寬度由 一個端部逐漸增大至中間部位后，再逐漸減小至另一個端部。
6. 根據權利要求3所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架沿圓周方向的中 間部分的厚度大于兩端部的厚度。
7. 根據權利要求6所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架的厚度由一個端 部逐漸增加至中間部位后，再逐漸減小至另一個端部。
8. 根據權利要求5所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架為對稱結構，所述 支撐架的對稱面垂直于所述支撐架所在的平面并沿所述支撐架的徑向穿過所述缺口。
9. 根據權利要求3-8任意一項所述的二氧化碳激光器，其特征在于，所述支撐架的材 質與所述水冷管和儲氣管的材質相同。
【文檔編號】H01S3/03GK104092085SQ201410368417
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】殷衛援 申請人:成都微深科技有限公司