[发明专利]用于二氧化碳激光器的工作气体及充气方法和充气装置

说明书

本发明公开了用于二氧化碳激光器的工作气体及充气方法和充气装置，各气体组分的体积百分比分别为：0.5%～3%的氢气、2.7%～5%的氙气、11%～20.5%的二氧化碳、13%～25%的氮气和60.4%～73.2%的氦气；上述组分的体积百分比之和为100%。该充气方法的步骤为：用真空泵对激光器谐振腔抽真空，使得激光器谐振腔内的真空度应达到10^‑6Pa；将各气体组分按照计算好的体积比依次充入激光器谐振腔内，使得激光器谐振腔内的总气压达到8kPa～13kPa。充气装置根据工作气体和充气方法设定。本发明通过抽真空和按序充入新的工作气体，自动实现充气过程，确保工作气体纯度高、配比准确，提高电光转化率。

技术领域

本发明涉及二氧化碳激光器技术领域，尤其涉及激光器谐振腔中的激光工作气体，具体地说是一种能够提高二氧化碳激光器的电光转化率的用于二氧化碳激光器的工作气体及充气方法。

背景技术

二氧化碳激光器一般是以二氧化碳气体作为工作介质的气体激光器，具有高功率、高效率、高光束质量、相干性好和模式稳定等重要特性。这些特性使二氧化碳激光器在众多领域得到广泛应用。工业上用于多种材料的加工，包括打孔、切割、焊接、退火、熔合、改性和涂覆等；医学上用于各种外科手术；军事上用于激光测距和激光雷达等各个范畴。但由于技术的发展，对于激光器要求的提高，仅使用二氧化碳气体作为工作介质已经难以满足要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够提高二氧化碳激光器的电光转化率的用于二氧化碳激光器的工作气体及充气方法。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种用于二氧化碳激光器的工作气体，其特征在于：所述的工作气体中各气体组分的体积百分比分别为：0.5%～3%的氢气、2.7%～5%的氙气、11%～20.5%的二氧化碳、13%～25%的氮气和60.4%～73.2%的氦气；上述组分的体积百分比之和为100%。

所述的工作气体中各气体组分的体积百分比分别为：0.5%～1%的氢气、3%～5%的氙气、13%～18%的二氧化碳、13%～18%的氮气和65%～70%的氦气；上述组分的体积百分比之和为100%。

一种用于二氧化碳激光器的工作气体的充气方法，其特征在于：该充气方法的步骤为：

步骤a）用真空泵对激光器谐振腔抽真空，使得激光器谐振腔内的真空度应达到10^-6Pa；

步骤b）将组成工作气体的各气体组分按照计算好的体积比依次充入激光器谐振腔内，使得激光器谐振腔内的总气压达到8kPa～13kPa。

所述步骤b）中的各气体组分的充气顺序为按照体积百分比由小到大排列，依次充入激光器谐振腔内。

一种用于二氧化碳激光器的充气装置，包括能够与激光器谐振腔连通的连通管，其特征在于：所述的连通管上带有连通管阀门，在连通管的另一端分别连通有抽气管和充气管；所述抽气管的输出端与真空泵相连通且抽气管上设有与控制器相连接的真空电磁阀；所述的充气管分别通过相应的充气支管和对应的气瓶相连通，充气支管和气瓶的数量与待充气体种类相同且各充气支管上分别设有相应的充气电磁阀，且各充气电磁阀分别与控制器相连接。

所述的连通管与激光器谐振腔上设置的气腔阀门相连接；所述的连通管阀门上带有总流量计且连通管阀门内侧的连通管上设有真空计，真空计的数据输出端口与控制器的真空信号输入管脚相连接。