一种新型双色激光器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型双色激光器，克服了现有技术中，激光器中光栅转动的转速对激光器调制频率稳定性不均匀的问题。该发明含有两台放电玻璃管，每台放电玻璃管含有放电阴极、放电阳极、进气口，抽气口，阴极谐振腔调节装置，阳极输出调节装置和工作气体，所述阴极谐振腔调节装置包括阴极腔头内圈、阴极腔头外圈、阴极腔头密封压盖、定向导筒、波纹管、阶梯轴和位于阶梯轴靠近阴极腔头内圈一端的反射镜装置。本技术通过在激光器的反射镜端设计的调节结构可以引起激光器谐振腔共振，使得激光器功率达到理想值，从而保证两台同时运行的激光器，频率的变化，产生受控的兆赫兹的差频信号，可以代替转动光栅。
【专利说明】
一种新型双色激光器
技术领域
[0001]该发明涉及一种激光器，特别是涉及一种新型双色激光器。
【背景技术】
[0002]目前使用的干涉仪大多数是Mach-Zehnder型的外差式干涉仪，对于外差式类型的干涉仪，必须有相位调制产生外差探测所需要的拍频。一般来说，典型的技术是采用转动光栅的方法，这种方法实质上是利用一个运动的闪耀光栅转动的角速度不同，产生多普勒效应从而使其参考道信号产生频移。该方法价格便宜，结构简单可靠，只需改变转动光栅的转速，就可以得到相应的调制频率。但是由于机械加工工艺的限制，旋转光栅的刻槽表面质量不够精细，以及光栅旋转的稳定性不均匀，导致频移不能达到兆赫兹量级，且对于探测的相移信号灵敏度有十分大的影响，同时光路的设计相对复杂。
【发明内容】
[0003]本发明克服了现有技术中，激光器中光栅转动的转速对激光器调制频率稳定性不均匀的问题，提供一种能代替转动光栅且能产生兆赫兹频移，同时又能保证输出功率大，结构相对简单的直流连续波辉光放电新型双色激光器。
[0004]本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的新型双色激光器:含有两台放电玻璃管，每台放电玻璃管含有一个放电阴极、一个放电阳极、一个进气口，一个抽气口，一个阴极谐振腔调节装置，一个阳极输出调节装置和工作气体，其中阴极谐振腔调节装置和阳极输出调节装置分别固定在放电玻璃管的两端，放电阴极和放电阳极分别通过电线连接高压电源，所述阴极谐振腔调节装置包括阴极腔头内圈、阴极腔头外圈、阴极腔头密封压盖、定向导筒、波纹管、阶梯轴和位于阶梯轴靠近阴极腔头内圈一端的反射镜装置，阴极腔头内圈和阴极腔头外圈的接触面上设有阴极腔头内圈密封槽，阴极腔头外圈轴向固定于低膨胀合金一端的环氧板上，阴极腔头内圈和阴极腔头密封压盖之间固定设有阴极腔头密封压盖垫圈，并通过螺钉固定连接，定向导筒内部套接有波纹管，其和波纹管共同套接于阶梯轴上，定向导筒通过法兰和螺钉与阴极腔头密封压盖固定连接，波纹管通过两个波纹管法兰端面和螺钉分别与阴极腔头密封压盖、阶梯轴中部的定位轴肩固定连接，两个波纹管法兰端面之间设有弹簧;反射镜装置包括固定在阶梯轴一端的镜座、固定于镜座内的反射镜镜片和与镜座匹配的镜片压盖。
[0005]所述放电阴极周围设有冷却装置。
[0006]所述阶梯轴外径与镜座的内径相同并套接其内，导筒端面有与阶梯轴直径相同的导孔，导筒端面连接处有通过螺钉固定的端盖。
[0007]所述阴极谐振腔调节装置为自动调节或手动调节。
[0008]所述放电玻璃管的两端分别设有反射镜镜片和输出镜镜片，反射镜镜片、输出镜镜片和放电玻璃管组成两个谐振腔，放电玻璃管都具有进气口和抽气口，工作气体填充于谐振腔内。
[0009]所述反射镜镜片一面用玻璃作为基底，另一面为镀金的反射面。
[0010]所述阳极输出调节装置固定在低膨胀合金一端的环氧板，阳极输出调节装置含有阳极腔头外圈、阳极腔头内圈、阳极腔头密封压盖、栅网、钨丝、水晶片，阳极腔头外圈通过4个均布的固定螺钉固定在低膨胀合金的一端，环氧板具有内径与阳极腔头外圈相匹配的尺寸；阳极腔头外圈一端具有与放电玻璃管相同尺寸的孔径圆，放电玻璃管与孔径圆配合后通过外部阳极放电管密封压盖与4个均布螺钉固定；阳极腔头外圈内部含有阳极腔头外圈进气孔，阳极腔头内圈通过4个均布螺钉与阳极腔头外圈螺孔固定；阳极腔头内圈有两个阳极腔头内圈密封槽；阳极腔头内圈外端面与阳极腔头密封压盖通过均布螺钉连接，且其接触面含有密封装置；阳极腔头内圈含有钨丝支撑座结构，5根平行钨丝固定在钨丝支撑座上，且钨丝支撑座后端面固定有栅网，栅网通过栅网压盖及均布螺钉固定在钨丝支撑座上，水晶片支座通过均布螺钉固定在阳极腔头密封压盖前端，水晶片支座内部固定有同心圆型水晶片，水晶片通过水晶片压盖及均布螺钉固定其上。
[0011]与现有技术相比，本发明新型双色激光器具有以下优点:通过在激光器的反射镜端设计的调节结构，并配合激光器内工作介质等实际情况设计了调节结构的特定尺寸，从而在激光器工作时，设置调节结构，从而引起激光器谐振腔共振，使得激光器功率达到理想值，从而保证两台同时运行的激光器，频率的变化，产生受控的兆赫兹的差频信号，可以代替转动光栅。
[0012]两台激光器功率都能达到300毫伏以上。激光器出光后，其光学部件简单，减少了出光功率的损失。调节结构能达到很好微米调节，整体稳定性提高。自动调节采用PLC控制，成本相对于其他控制方法较低，且适应性较好。
【附图说明】
[0013]图1是本发明新型双色激光器的整体结构示意图；
图2是本发明新型双色激光器中阳极腔头的组装示意图；
图3是本发明新型双色激光器中阴极腔头的组装示意图。
【具体实施方式】
[0014]【附图说明】中标号I是抽气口，2是冷却装置，3是放电阳极，4是放电玻璃管，5是阴极谐振腔调节装置，6是进气口，7是放电阴极，8是阳极输出调节装置，9是支撑平台，10是水晶片压盖，11是水晶片支座，12是阳极腔头密封压盖，13是工作气体，14是阳极腔头内圈，15是栅网压盖，16是钨丝支撑座，17是钨丝，18是栅网，19是阳极腔头外圈，20是阳极放电管密封压盖，21是阳极腔头内圈密封槽，22是阳极腔头外圈进气孔，23是水晶片，24是阴极腔头外圈，25是镜片压盖，26是镜座，27是反射镜镜片，28是阴极腔头内圈，29是定向导筒，30是阶梯轴，31是弹簧，32是波纹管法兰端面，33是阴极腔头密封压盖，34是阴极腔头内圈密封槽，35是波纹管。
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明新型双色激光器作进一步说明:如图所示，本实施例中提供一种激光器，其能产生不同频率的激光器，其主要由两台放电玻璃管4，两个反射镜镜片27，两个输出镜镜片，两个放电阴极7，两个放电阳极3，工作气体13和低膨胀合金固定端。其中所述的放电阴极7和放电阳极3分别连接放电玻璃管4的两端，其中所述的放电阴极7和放电阳极3都通过高压电线连接高压电源。一个反射镜镜片27和一个输出镜镜片分别设置与放电玻璃管4的两端，放电玻璃管4都具有进气口 6和抽气口 I，工作气体13充入谐振腔内。反射镜镜片27、输出镜镜片和放电玻璃管4组成两个谐振腔，工作气体13填充于谐振腔内，谐振腔的阴极都包含阴极谐振腔调节装置5，其精度都能达到微米级。
[0016]所述的阴极谐振腔调节装置5为自动调节或手动调节。
[0017]放电阴极7周围设有冷却装置2，包括两个水冷套，含有冷却水进口，冷却水出口，外部电源等多个辅助元件。上述的的多个辅助元件连接和位置关系都在低膨胀合金固定端以外，因此对其简述。
[0018]放电玻璃管4的材质为17#玻璃。其直径为54mm，且小于阳极腔头外圈19孔径圆I一2mm，为了方便安装。所述的谐振腔的腔长为3400mm。所述的工作气体13，选择为氮气、氢气、甲烷的混合气体。其混合比例为1:5:1。气体的种类还可以为其他用于产生激光的工作气体13ο
[0019]所述激光器含有两个放电阳极3，放电阳极3的一端固定设有阳极输出调节装置8。所述的两个放电阳极3的内部结构相同，现只描述一个放电阳极3的具体装配，另一个相同。所述阳极输出调节装置8固定在低膨胀合金一端的环氧板，阳极输出调节装置8含有阳极腔头外圈19、阳极腔头内圈14、阳极腔头密封压盖12、栅网18、钨丝17、水晶片23，阳极腔头外圈19通过4个均布的固定螺钉固定在低膨胀合金的一端，环氧板具有内径与阳极腔头外圈19相匹配的尺寸；阳极腔头外圈19一端具有与放电玻璃管4相同尺寸的孔径圆，放电玻璃管4与孔径圆配合后通过外部阳极放电管密封压盖20与4个均布螺钉固定；阳极腔头外圈19内部含有阳极腔头外圈进气孔22，阳极腔头内圈14通过4个均布螺钉与阳极腔头外圈19螺孔固定；阳极腔头内圈14有两个阳极腔头内圈密封槽21;阳极腔头内圈14外端面与阳极腔头密封压盖12通过均布螺钉连接，且其接触面含有密封装置。
[0020]阳极腔头内圈14含有钨丝支撑座16结构，5根平行钨丝17固定在钨丝支撑座16上，且钨丝支撑座16后端面固定有栅网18，栅网18通过栅网压盖15及均布螺钉固定在钨丝支撑座16上，水晶片支座11通过均布螺钉固定在阳极腔头密封压盖12前端，水晶片支座11内部固定有同心圆型水晶片23，水晶片23通过水晶片压盖10及均布螺钉固定其上。
[0021]本发明含有两个阴极谐振腔腔头调节装置。所述的两个阴极谐振腔腔头调节装置内部结构相同，现只描述一个阴极腔头调节装置的具体装配，另一个相同。所述阴极腔头固定在低膨胀合金的另一端的环氧板上。所述的阴极腔头外圈24与阳极腔头外圈19装配固定方式相同。
[0022]所述阴极谐振腔调节装置5包括阴极腔头内圈28、阴极腔头外圈24、阴极腔头密封压盖33、定向导筒29、波纹管35、阶梯轴30和位于阶梯轴30靠近阴极腔头内圈28—端的反射镜装置，
阴极腔头内圈28和阴极腔头外圈24的接触面上设有阴极腔头内圈28密封垫圈，阴极腔头外圈24轴向固定于低膨胀合金一端的环氧板上，
阴极腔头内圈28和阴极腔头密封压盖33之间固定设有密封压盖槽，并通过螺钉固定连接，
定向导筒29内部套接有波纹管35，其和波纹管35共同套接于阶梯轴30上，定向导筒29通过法兰和螺钉与阴极腔头密封压盖33固定连接， 波纹管35通过两个波纹管法兰端面32和螺钉分别与阴极腔头密封压盖33、阶梯轴30中部的定位轴肩固定连接，两个波纹管法兰端面32之间设有弹簧31;
反射镜装置包括固定在阶梯轴30—端的镜座26、固定于镜座26内的反射镜镜片27和与镜座26匹配的镜片压盖25。
[0023]阶梯轴30外径与镜座26的内径相同并套接其内，定向导筒29端面有与阶梯轴30直径相同的导孔板，定向导筒29端面连接处有通过螺钉固定的端盖。
[0024]阶梯轴30外径与反射镜压盖支撑端的内径相同，深度为10mm，支撑段部位均布个螺钉，用于固定轴的旋转。反射镜压盖支撑端与反射镜后盖通过螺钉相连接，反射镜后盖有与反射镜镜片27相同直径的凹槽，反射镜镜片27的厚度为7mm，且一面为玻璃作为基底，另一面为镀金的反射面。反射镜镜片27通过反射镜前压盖以螺钉连接固定。
[0025]反射镜压盖支撑端，与阶梯轴30前端部位都固定在阴极腔头内圈28内，定向导筒29端面为法兰端面与阶梯轴30中间部位通过均布螺钉相连接。阶梯轴30的中间部位轴肩的另一面与波纹管35前端面相连接，阶梯轴30后段部位与波纹管35后端面相连接，波纹管35前端面与后端面中间有弹簧31，其内径大小大于阶梯轴30的轴径大小14mm，所述阶梯轴30和波纹管35都安装在套筒内，防止真空泄露。定向导筒29端面有与阶梯轴30直径相同的导孔板，端面连接处有通过螺钉固定的轴向定位端盖。
【主权项】
1.一种双色激光器，含有两台放电玻璃管，每台放电玻璃管含有一个放电阴极、一个放电阳极、一个进气口，一个抽气口，一个阴极谐振腔调节装置，一个阳极输出调节装置和工作气体，其中阴极谐振腔调节装置和阳极输出调节装置分别固定在放电玻璃管的两端，放电阴极和放电阳极分别通过电线连接高压电源，其特征在于:所述阴极谐振腔调节装置包括阴极腔头内圈、阴极腔头外圈、阴极腔头密封压盖、定向导筒、波纹管、阶梯轴和位于阶梯轴靠近阴极腔头内圈一端的反射镜装置，阴极腔头内圈和阴极腔头外圈的接触面上设有阴极腔头内圈密封槽，阴极腔头外圈轴向固定于低膨胀合金一端的环氧板上，阴极腔头内圈和阴极腔头密封压盖之间固定设有阴极腔头密封压盖垫圈，并通过螺钉固定连接，定向导筒内部套接有波纹管，其和波纹管共同套接于阶梯轴上，定向导筒通过法兰和螺钉与阴极腔头密封压盖固定连接，波纹管通过两个波纹管法兰端面和螺钉分别与阴极腔头密封压盖、阶梯轴中部的定位轴肩固定连接，两个波纹管法兰端面之间设有弹簧;反射镜装置包括固定在阶梯轴一端的镜座、固定于镜座内的反射镜镜片和与镜座匹配的镜片压盖。2.根据权利要求1所述的双色激光器，其特征在于:所述放电阴极周围设有冷却装置。3.根据权利要求1所述的双色激光器，其特征在于:所述阶梯轴外径与镜座的内径相同并套接其内，导筒端面有与阶梯轴直径相同的导孔，导筒端面连接处有通过螺钉固定的端至ΠΠ ο4.根据权利要求1所述的双色激光器，其特征在于:所述阴极谐振腔调节装置为自动调节或手动调节。5.根据权利要求1所述的双色激光器，其特征在于:所述放电玻璃管的两端分别设有反射镜镜片和输出镜镜片，反射镜镜片、输出镜镜片和放电玻璃管组成两个谐振腔，放电玻璃管都具有进气口和抽气口，工作气体填充于谐振腔内。6.根据权利要求1所述的双色激光器，其特征在于:所述反射镜镜片一面用玻璃作为基底，另一面为镀金的反射面。7.根据权利要求1所述的双色激光器，其特征在于:所述阳极输出调节装置固定在低膨胀合金一端的环氧板，阳极输出调节装置含有阳极腔头外圈、阳极腔头内圈、阳极腔头密封压盖、栅网、钨丝、水晶片，阳极腔头外圈通过4个均布的固定螺钉固定在低膨胀合金的一端，环氧板具有内径与阳极腔头外圈相匹配的尺寸；阳极腔头外圈一端具有与放电玻璃管相同尺寸的孔径圆，放电玻璃管与孔径圆配合后通过外部阳极放电管密封压盖与4个均布螺钉固定；阳极腔头外圈内部含有阳极腔头外圈进气孔，阳极腔头内圈通过4个均布螺钉与阳极腔头外圈螺孔固定；阳极腔头内圈有两个阳极腔头内圈密封槽；阳极腔头内圈外端面与阳极腔头密封压盖通过均布螺钉连接，且其接触面含有密封装置；阳极腔头内圈含有钨丝支撑座结构，5根平行钨丝固定在钨丝支撑座上，且钨丝支撑座后端面固定有栅网，栅网通过栅网压盖及均布螺钉固定在钨丝支撑座上，水晶片支座通过均布螺钉固定在阳极腔头密封压盖前端，水晶片支座内部固定有同心圆型水晶片，水晶片通过水晶片压盖及均布螺钉固定其上。
【文档编号】H01S3/034GK106067653SQ201610625206
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年8月3日
【发明人】刘海庆, 申俊杰, 揭银先, 李 根, 魏学朝
【申请人】天津英光光电科技有限责任公司