一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构及其散热方法

文档序号:1965449 发布日期:2021-12-14 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构及其散热方法 (Resonant cavity heat dissipation structure of high-pressure excitation gas laser and heat dissipation method thereof ) 是由 陈艳惠 于 2021-09-17 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构及其散热方法,涉及激光器散热技术领域。该一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构及其散热方法,包括底座,激光管,第一散热机构,第二散热机构,供水装置,供气装置,驱动装置,底座上设有激光管,激光管与底座固定连接,激光管外侧固定连接有第一散热机构,第一散热机构与激光管固定连接,第一散热机构内固定连接有第二散热机构,激光管靠近左侧底端设有供水装置和供气装置,供水装置与第一散热机构固定连接,供气装置与第二散热机构固定连接,第一散热机构左侧底端转动连接有驱动装置,解决了气体激光器激光管在发出激光时产生大量热量影响激光器正常工作的问题。(The invention provides a resonant cavity heat dissipation structure of a high-voltage excitation gas laser and a heat dissipation method thereof, and relates to the technical field of laser heat dissipation. The high-pressure excitation gas laser resonant cavity heat dissipation structure comprises a base, a laser tube, a first heat dissipation mechanism, a second heat dissipation mechanism, a water supply device, a gas supply device and a driving device, wherein the base is provided with the laser tube, the laser tube is fixedly connected with the base, the outer side of the laser tube is fixedly connected with the first heat dissipation mechanism, the first heat dissipation mechanism is fixedly connected with the laser tube, the first heat dissipation mechanism is internally and fixedly connected with the second heat dissipation mechanism, the laser tube is provided with the water supply device and the gas supply device close to the left bottom end, the water supply device is fixedly connected with the first heat dissipation mechanism, the gas supply device is fixedly connected with the second heat dissipation mechanism, the driving device is rotatably connected to the left bottom end of the first heat dissipation mechanism, and the problem that the laser tube of the gas laser generates a large amount of heat to influence the normal work of the laser when emitting laser is solved.)

一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构及其散热方法

技术领域

本发明涉及激光器散热技术领域,具体为一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构及其散热方法。

背景技术

气体激光器利用气体作为工作物质产生激光的器件,它由放电管内的激活气体,一对反射镜构成的谐振腔和激励源等三个主要部分组成,主要激励方式有电激励,气动激励,光激励和化学激励等,其中电激励方式最常用,在适当放电条件下,利用电子碰撞激发和能量转移激发等,气体粒子有选择性地被激发到某高能级上,从而形成与某低能级间的粒子数反转,产生受激发射跃迁。

气体激光器在长时间工作时,激光管(2)内的气体在高压电击气体粒子之间不断碰撞在发出激光的同时会产生大量的热量,如果激光器产生的温度过高会影响激光器正常工作。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构及其散热方法,解决了气体激光器激光管在发出激光时产生大量热量影响激光器正常工作的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构,包括底座,激光管,第一散热机构,第二散热机构,供水装置,供气装置,驱动装置,底座顶端设有激光管,激光管底端与底座固定连接,激光管外侧固定连接有第一散热机构,第一散热机构与激光管外侧固定连接,第一散热机构内设有第二散热机构,第二散热机构与第一散热机构固定连接,激光管靠近左侧底端设有供水装置和供气装置,供水装置与第一散热机构固定连接,供气装置与第二散热机构底端固定连接,第一散热机构左侧底端转动连接有驱动装置。

优选的,所述第二散热机构顶端穿过第一散热机构与第一散热机构固定连接,第一散热机构两侧短于激光管两侧,供水装置,供气装置以及驱动装置底端与底座固定连接。

优选的,所述第一散热机构包括设置在激光管中部外侧均匀与激光管固定连接的导热环,导热环上半段外侧靠近两端均匀固定连接有导气管,导气管之间设有导水管,导水管底端与导热环外侧固定连接,导水管顶端固定连接有冷凝腔,导热环之间设有固定连接有环形扰流块,冷凝腔底端设有第一圆管,导气管,导水管顶端穿过第一圆管与第一圆管固定连接,第一圆管上半段外侧均匀固定连接有弧形导水板,弧形导水板外侧固定连接有第二圆管,弧形导水板左侧固定连接有进水环,进水环内侧转动连接有转齿环,转齿环底端啮合有转齿,转齿左侧与驱动装置固定连接,弧形导水板右侧固定连接有换水环,换水环左侧靠近内侧与第一圆管内侧固定连接,转齿环右侧均匀固定连接有搅动扇叶,搅动扇叶置于第一圆管之内,进水环底端与供水装置固定连接。

优选的,所述导热环上半段内部为中空,弧形导水板每两个为一组,冷凝腔设于每组弧形导水板之间,弧形导水板中部向一侧凸起,导热环外侧上均匀开设有圆形凹口,第一圆管内侧上均匀开设有圆形凹口,环形扰流块为半球形,第二圆管右侧外侧上均匀开设有方形开口,导水管底端设有单向阀片,第一圆管底端设有排水口,排水口穿过第二圆管与第二圆管固定连接。

优选的,所述第二散热机构包括设置在导气管和导水管之间的进气方管,进气方管两侧设有导热片,导热片靠近进气方管的一端穿过进气方管与进气方管固定连接,进气方管两侧固定连接有气管,气管顶端穿过第二圆管固定连接有第一进气环,第一进气环右侧设有第二进气环,第二进气环底端穿过第二圆管置于弧形导水板之间。

优选的,所述导热片置于进气方管内的部分上设有方形通气口,置于进气方管内两侧的导热片向进气方管中部逐渐变长,设置在进气方管右侧的气管顶端穿过第一圆管置于第一圆管内,且第一圆管顶端与第二圆管上的方形开口在同一直线上。

7.一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构散热方法,包括如下步骤,

S1:启动供水装置通过进水环对第二圆管内注入冷水以及在通过换水环将第二圆管内的冷水注入到第一圆管中对激光管进行散热;

S2:启动供气装置通过第一进气环和第二进气环对进气方管和每组弧形导水板之间通入冷空气对第一圆管内的水进行降温以及通过进入到每组弧形导水板之间的冷空气对冷凝腔顶端进行吹拂使冷凝腔顶端温度相对较低,从而使冷凝腔内能够凝结出水珠对激光管进行散热;

S3:启动驱动装置使驱动装置带动转齿转动,转齿转动带动转齿环转动,转齿环转动带动搅动扇叶转动,转齿转动对第一圆管内的水进行搅动,从而增强对激光管的散热效果。

(三)有益效果

(1)本发明,通过设置在第一散热机构中的导热环,导气管,导水管,冷凝腔使当激光管内产生热量时,通过激光管产生的热量对导热环内的水进行蒸发从而对激光管内进行散热,当导热环产生的水蒸汽通过在进入到冷凝腔中使,水蒸气在冷凝腔内凝结成的水珠以及对水蒸气中释放的潜热进行散热,从而使凝结成的水珠温度降低,增强对激光管的散热效果。

(2)本发明,通过设置在第一散热机构中的第一圆管,导热环,转齿环,搅动扇叶使当第一圆管内注入冷水时,通过搅动扇叶转动对第一圆管内的进行转动,以及在设置在导热环之间的导热环和导热环与第一圆管上的圆形凹口的配合下使第一圆管内的冷水形成转动混流,从而增强第一圆管内的冷水与激光管内产生的热量之间的热量交换,从而增强对激光管的散热效果。

(3)本发明,通过设置在第二散热机构中的进气方管,导热片,气管使当冷空气在进气方管内的快速流动时,使对通过导热片传导到进气方管热量进行散热,从而使置于第一圆管内的水的温度降低,防止第一圆管内的水温度升高过快影响对激光管的散热效果,以及增强对激光管的散热效果。

(4)本发明,通过设置在第一散热机构中的弧形导水板以及设置在第二散热机构中的第一进气环,第二进气环对通过热辐射传出的激光管产生的热量进行散热,从而增强对激光管的散热效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图;

图2为本发明第一散热机构侧剖图;

图3为本发明第一散热机构结构示意图;

图4为本发明第二圆管侧剖图;

图5为本发明导热环结构示意图;

图6为本发明进气方管内部结构示意图;

图7为本发明图4中A处结构放大图;

图8为本发明图2中B处结构放大图。

其中,底座1、激光管2、第一散热机构3、导热环301、导气管302、导水管303、冷凝腔304、环形扰流块305、第一圆管306、弧形导水板307、第二圆管308、进水环309、转齿环310、转齿311、换水环312、搅动扇叶313、第二散热机构4、进气方管401、导热片402、气管403、第一进气环404、第二进气环405、供水装置5、供气装置6、驱动装置7。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示,本发明实施例提供一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构,包括底座1,激光管2,第一散热机构3,第二散热机构4,供水装置5,供气装置6,驱动装置7,底座1顶端设有激光管2,激光管2底端与底座1固定连接,激光管2外侧固定连接有第一散热机构3,第一散热机构3与激光管2外侧固定连接,第一散热机构3内设有第二散热机构4,第二散热机构4与第一散热机构3固定连接,激光管2靠近左侧底端设有供水装置5和供气装置6,供水装置5与第一散热机构3固定连接,供气装置6与第二散热机构4底端固定连接,第一散热机构3左侧底端转动连接有驱动装置7,第二散热机构4顶端穿过第一散热机构3与第一散热机构3固定连接,第一散热机构3两侧短于激光管2两侧,供水装置5,供气装置6以及驱动装置7底端与底座1固定连接。

第一散热机构3包括设置在激光管2中部外侧均匀与激光管2固定连接的导热环301,导热环301上半段外侧靠近两端均匀固定连接有导气管302,导气管302之间设有导水管303,导水管303底端与导热环301外侧固定连接,导水管303顶端固定连接有冷凝腔304,导热环301之间设有固定连接有环形扰流块305,冷凝腔304底端设有第一圆管306,导气管302,导水管303顶端穿过第一圆管306与第一圆管306固定连接,第一圆管306上半段外侧均匀固定连接有弧形导水板307,弧形导水板307外侧固定连接有第二圆管308,弧形导水板307左侧固定连接有进水环309,进水环309内侧转动连接有转齿环310,转齿环310底端啮合有转齿311,转齿311左侧与驱动装置7固定连接,弧形导水板307右侧固定连接有换水环312,换水环312左侧靠近内侧与第一圆管306内侧固定连接,转齿环310右侧均匀固定连接有搅动扇叶313,搅动扇叶313置于第一圆管306之内,进水环309底端与供水装置5固定连接,导热环301上半段内部为中空,弧形导水板307每两个为一组,冷凝腔304设于每组弧形导水板307之间,弧形导水板307中部向一侧凸起,导热环301外侧上均匀开设有圆形凹口,第一圆管306内侧上均匀开设有圆形凹口,环形扰流块305为半球形,第二圆管308右侧外侧上均匀开设有方形开口,导水管303底端设有单向阀片,第一圆管306底端设有排水口,排水口穿过第二圆管308与第二圆管308固定连接。

第二散热机构4包括设置在导气管302和导水管303之间的进气方管401,进气方管401两侧设有导热片402,导热片402靠近进气方管401的一端穿过进气方管401与进气方管401固定连接,进气方管401两侧固定连接有气管403,气管403顶端穿过第二圆管308固定连接有第一进气环404,第一进气环404右侧设有第二进气环405,第二进气环405底端穿过第二圆管308置于弧形导水板307之间,导热片402置于进气方管401内的部分上设有方形通气口,置于进气方管401内两侧的导热片402向进气方管401中部逐渐变长,设置在进气方管401右侧的气管403顶端穿过第一圆管306置于第一圆管306内,且第一圆管306顶端与第二圆管308上的方形开口在同一直线上。

7.一种高压激励气体激光器谐振腔散热结构散热方法,包括如下步骤,

S1:启动供水装置5通过进水环309对第二圆管308内注入冷水以及在通过换水环312将第二圆管308内的冷水注入到第一圆管306中对激光管2进行散热;

S2:启动供气装置6通过第一进气环404和第二进气环405对进气方管401和每组弧形导水板307之间通入冷空气对第一圆管306内的水进行降温以及通过进入到每组弧形导水板307之间的冷空气对冷凝腔304顶端进行吹拂使冷凝腔304顶端温度相对较低,从而使冷凝腔304内能够凝结出水珠对激光管2进行散热;

S3:启动驱动装置7使驱动装置7带动转齿311转动,转齿311转动带动转齿环310转动,转齿环310转动带动搅动扇叶313转动,转齿311转动对第一圆管306内的水进行搅动,从而增强对激光管2的散热效果。

使用时,当激光管2运转发热时启动供水装置5向第二圆管308内注入冷水,注入到第二圆管308内的冷水通过换水环312充入到第一圆管306内,当第一圆管306内充满冷水时启动驱动装置7带动转齿311转动,转齿311转动带动转齿环310转动,转齿环310转动带动搅动扇叶313转动,搅动扇叶313转动带动第一圆管306的冷水转动,在第一圆管306内转动的冷水在设置在第一圆管306之间的第二圆管308以及设置在导热环301和第一圆管306上的圆形凹口的作用下使第一圆管306内转动的冷水形成乱流,第一圆管306内形成水的旋转乱流增强激光管2内传入到导热环301内的热量与第一圆管306内的冷水的之间的热量交换的效率,增强对激光管2的散热效果,以及由于导热环301上半段内部为中空,中空内设有冷水,当激光管2产生热量时,激光管2内产生的热量使导热环301内冷水加热蒸发,导热环301内产生的水蒸气通过导气管302进入到冷凝腔304内,进入到冷凝腔304内的水蒸气遇冷形成水珠将水蒸气内的潜热释放,形成的水珠通过导水管303进入到导热环301再次被蒸发从而对激光管2进行散热,以及当激光管2开始产生热量时供气装置6启动通过第一进气环404和第二进气环405将冷空气注入到进气方管401以及每组弧形导水板307之间,进入到弧形导水板307之间的冷空气对冷凝腔304顶端不断吹拂,从而使冷凝腔304顶端的温度始终保持低温,从而使导热环301内的水蒸气在遇到冷凝腔304顶端时能够有效的凝结成水珠,从而增强堆积激光管2的散热效果,进入到进气方管401内冷空气在进气方管401内流动,当激光管2产生热量时启动,进入到第一圆管306内的水中的热量通过导热片402传入到进气方管401内部,当冷空气在进气方管401内快速流动时,进气方管401内的冷空气通过进气方管401中部导热片402之间以及导热片402上的方形通气口之间流过,由于导热片402之间的距离较短,从而使冷空气在通过导热片402之间时冷空气流速加快,从而使经过导热片402上的方形通气口之间的气流向导热片402之间流动,从而使导入到导热片402上的热量通过进气方管401内的空气流动排出,进气方管401内排出的空气通过第二圆管308上设置的方形开口排出,从而对第一圆管306内散热用水的温度进行降温,从而增强对激光管2的散热效果,当第一圆管306之间的水升高一定温度时通过设置在第一圆管306底端的排水口将第一圆管306内的水排出,再通过换水环312将第二圆管308内的冷水注入到第一圆管306内,在第二圆管308内注入到第一圆管306中时,第二圆管308内的冷水经过弧形导水板307之间流过,由于每组弧形导水板307内的的距离从两侧到中部逐渐缩短,经过每组弧形导水板307之间的冷水流速加快从而增强对激光管2产生的热量通过热辐射传出的热量进行散热,以及配合从每组弧形导水板307之间304顶端吹过冷空气的流动对激光管2产生的热量通过热辐射传出的热量进行散热以及对在第二圆管308内流动的水进行降温,从而增强对激光管2的散热效果。

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