[发明专利]二氧化碳激光器的放电电极、其制备方法及二氧化碳激光器

说明书

本发明涉及一种二氧化碳激光器的放电电极、其制备方法及二氧化碳激光器。一种二氧化碳激光器的放电电极，包括铝基板及形成于所述铝基板表面的镍层。上述二氧化碳激光器的放电电极，通过在铝基板的表面沉积镍层，镍层抗高温能力、抗氧化能力及表面硬度均大大优于铝，避免在运输、保存及装配过程中划伤放电电极；镍层提高了放电电极的抗高温性能，避免放电电极在使用过程灼烧变色及氧化，从而避免了二氧化碳激光器放电不均及激光功率的波动及因放电电极氧化引起的激光功率下降；镍层的表面电子逸出能大约是铝表面的1/3左右，可以降低启辉电压并使辉光放电更加的平稳，经测试证明在铝质电极表面沉积一层镍层大大提高了二氧化碳激光器功率的使用寿命。

技术领域

本发明涉及二氧化碳激光器的放电电极、其制备方法及二氧化碳激光器。

背景技术

二氧化碳激光器是以二氧化碳气体作为工作物质、同时辅于一定比例的氮气和氦气，在射频激励下，气体发生电离并产生辉光放电，同时CO₂分子从基态被激励到更高的能级，在高能级的CO₂分子向低能级跃迁时产生9.3-11μm的激光。封离型射频激励扩散冷却板条波导CO₂激光器放电电极由两片平行放置的金属板条构成，两板条间距一般几毫米，一侧板条连接射频电源，一侧板条接地，放电发生在两板条之间。板条和激光腔镜固定安装在密封的金属外壳中，激光由金属外壳上的窗口输出。金属板条和密封外壳一般采用铝材质。在金属密封壳内充上二氧化碳工作气体，包括CO₂气体，N₂，He。注入射频功率，激励二氧化碳工作气体放电，就可以输出二氧化碳激光。

两极板之间的工作气体在RF电场的作用下，由阴极逸出的自由电子(种子电子)在向阳极的加速运动过程中撞击混合气体原子及分子，并使之电离，电离时释放出的电子又与其它气体粒子发生碰撞并产生新的离子。离子在向阴极运动过程中撞击阴极并和阴极上的自由电子复合，释放出电离能，阴极上的某些其它电子获得此能量克服原子对其的束缚能(逸出能)逸出阴极，逸出的电子继续撞击气体分子及原子产生离子，从而引起“电子雪崩”，气体被持续稳定电离产生辉光放电，同时工作物质CO₂分子被抽运到高能级，产生激光增益介质。当激光增益介质的增益系数大于损耗系数的时候，产生激光。

现在常用的二氧化碳板条激光器，一般采用铝质极板，由于铝质材料性软且抗高温能力差，在运输、保存及装配过程中极易划伤放电面；抗高温能力差的铝极板在使用一段时间后表面容易灼烧变色及氧化，从而引起放电不均、激光功率波动，且氧化过程中会消耗工作气体中的氧原子，从而使激光功率下降。

发明内容

基于此，有必要提供一种能提二氧化碳激光器的使用寿命的二氧化碳激光器的放电电极、其制备方法及使用该放电电极的二氧化碳激光器。

一种二氧化碳激光器的放电电极，包括铝基板及形成于所述铝基板表面的镍层。

在其中一个实施例中，所述镍层的厚度为0.015mm～0.03mm。

一种二氧化碳激光器，包括上述的放电电极。

上述的二氧化碳激光器的放电电极的制备方法，包括以下步骤：

将铝基板浸入碱液中进行碱蚀处理，所述碱液含有氢氧化钠、碳酸钠及磷酸三钠，所述碱液中所述氢氧化钠的浓度为15g/L～20g/L，所述碳酸钠的浓度为20g/L～30g/L，所述磷酸三钠的浓度为20g/L～30g/L；

将碱蚀处理后的所述铝基板清洗并干燥后浸入酸液中进行酸洗处理，所述酸液含有硝酸及氟化氢，所述酸液中所述硝酸的浓度为420g/L～580g/L，氟化氢的浓度为80g/L～140g/L；