一種大口徑面狀雙向閃光氙燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高功率激光器領(lǐng)域，具體而言涉及一種大口徑面狀雙向閃光氙燈。
【背景技術(shù)】
[0002]固體激光器可以用很多方法來泵浦，例如燈的輻射、太陽光的輻射、惰性氣體中的擊波發(fā)光、電子激發(fā)發(fā)光等等。在這些方法中，要屬泵浦燈最為成熟，應(yīng)用最廣。
[0003]閃光氙燈又叫閃光燈，能在極短的時間內(nèi)發(fā)出強(qiáng)光，象閃電一樣一閃而過，是目前除激光器外最亮的光源。閃光氙燈的管壁厚約1-1.5mm，內(nèi)徑為5_10mm，通常燈內(nèi)充入200-400mmHg的氙氣。閃光氙燈雖有許多形狀和尺寸，但類型只有兩種一一管形和球形。管形包括螺旋形、環(huán)形、U形、形和直管形，其中，在高功率固體激光器領(lǐng)域，又以直管形閃光氙燈使用最為廣泛。
[0004]隨著慣性約束聚變研宄的發(fā)展和進(jìn)步，固體激光驅(qū)動器的規(guī)模越來越大，對高功率閃光氙燈的負(fù)載能量要求日趨增高，口徑也越來越大，直管形閃光氙燈制備技術(shù)的難度系數(shù)明顯加大。
[0005]閃光氙燈的發(fā)射光譜取決于電流密度，當(dāng)電流密度增加時，光譜能量分布的重心移向短波段，產(chǎn)生越來越強(qiáng)的短波輻射(紫移現(xiàn)象)。閃光氙燈由于管徑有限，隨著注入電流的提高，電流密度也在不斷增加，使其發(fā)射光譜中短波成分占比增加，限制儲能介質(zhì)對泵浦光的吸收。此外，在氣體放電過程中，由于等離子體箍縮效應(yīng)的存在，使得放電通道中部變細(xì)，影響了閃光氙燈泵浦均勻性。
[0006]當(dāng)采用面氙燈進(jìn)行泵浦時，能夠大大增加泵浦面，在輸入電流不變的情況下可以大幅減小電流密度，減少泵浦光的紫移，提高泵浦效率。也可以在電流密度不變的情況下，提高輸入電流，從而提高泵浦能量。但是，現(xiàn)在在高功率固體激光器領(lǐng)域常用的依然是細(xì)長的管狀氙燈，存在紫移現(xiàn)象嚴(yán)重、泵浦能量低且均勻性差的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種大口徑面狀雙向閃光氙燈，該面狀氙燈口徑大，紫移現(xiàn)象明顯減小，泵浦能量和泵浦均勻性提高。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0009]一種大口徑面狀雙向閃光氙燈，包括放電腔、2個電極連桿、氣體注入嘴，其特征在于，還包括主體、2個光窗，所述放電腔為2個，所述氣體注入嘴為2個，
[0010]所述主體為扁平柱體，所述2個放電腔和2個光窗平行鑲嵌于主體內(nèi)，排列次序為:光窗、放電腔、放電腔、光窗，所述2個放電腔之間的距離為l_20mm，所述主體設(shè)有2個電極孔、2個氣體注入孔；
[0011]所述放電腔為扁平柱體，內(nèi)側(cè)面環(huán)繞設(shè)有環(huán)狀的放電電極，所述放電電極設(shè)有不少于2根放電針，所述放電腔均與I個電極孔和I個注入孔相通，所述電極連桿通過電極孔與放電電極相連，所述氣體注入嘴封裝于氣體注入孔內(nèi)。
[0012]進(jìn)一步，所述扁平柱體為扁平圓柱體或扁平四棱柱體，所述主體、放電腔形狀相同。
[0013]進(jìn)一步，所述放電針均勻排列在放電電極上。
[0014]進(jìn)一步，所述2個電極連桿間的投影距離、所述2個氣體注入嘴間的投影距離均>2cm0
[0015]進(jìn)一步，所述放電腔的厚度為1-20_。
[0016]本實用新型的有益效果如下:
[0017]1、本實用新型采用環(huán)狀放電電極，通過射頻放電實現(xiàn)大口徑面狀放電，放電等離子體無箍縮現(xiàn)象，提高泵浦能量的均勻性，既可以在不降低電流密度的情況下，提高泵浦能量，也可以在不降低泵浦能量的情況下，減小電流密度，降低紫移現(xiàn)象對泵浦效率的影響；
[0018]2、根據(jù)氙燈口徑大小調(diào)整放電針的數(shù)量，保證大面積等離子體的形成，設(shè)計靈活，結(jié)構(gòu)簡單科學(xué)，適用于多種情況；
[0019]3、本實用新型兩個放電腔可以朝相反的方向發(fā)射脈沖閃光，發(fā)光面積大，發(fā)光均勻。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)正視圖；
[0021]圖2為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0022]圖中:I一主體，2—放電腔，21—放電電極，22—放電針，3—光窗，4一電極連桿，
5—氣體注入嘴。
【具體實施方式】
[0023]為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0024]實施例一:
[0025]如圖1、圖2所不，一種大口徑面狀雙向閃光氣燈，包括主體1、2個放電腔2、2個光窗3、2個電極連桿4、2個氣體注入嘴5，所述主體I為只有側(cè)面、無上下端面的扁平柱體，所述扁平柱體為扁平圓柱體或扁平四棱柱體，所述2個放電腔2和2個光窗3平行鑲嵌于主體I內(nèi)，排列次序為:光窗3、放電腔2、放電腔2、光窗3，所述放電腔2的厚度為l-20mm，所述2個放電腔2之間的距離為l-20mm，所述光窗3與相鄰的放電腔2緊靠設(shè)置。所述主體I設(shè)有2個電極孔、2個氣體注入孔。所述放電腔2為扁平柱體，所述主體1、放電腔2形狀相同，同為扁平圓柱體或扁平四棱柱體，放電腔2內(nèi)側(cè)面環(huán)繞設(shè)有環(huán)狀的放電電極21，所述放電電極21設(shè)有不少于2根放電針22，所述放電針22數(shù)量根據(jù)氙燈口徑進(jìn)行調(diào)整，所述放電針22均勻排列在放電電極21上，所述放電腔2均與I個電極孔和I個注入孔相通，所述電極連桿4通過電極孔與放電電極21相連，所述氣體注入嘴5封裝于氣體注入孔內(nèi)，氣體注入嘴5向放電腔2內(nèi)充入氣體。為了增加絕緣距離，所述2個電極連桿4間的投影距離、所述2個氣體注入嘴5間的投影距離均> 2cm。根據(jù)氙燈口徑大小調(diào)整放電針22的數(shù)量，保證大面積等離子體的形成，設(shè)計靈活，結(jié)構(gòu)簡單科學(xué)，適用于多種情況。
[0026]所述氣體注入嘴5注入的氣體為氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、水銀蒸汽中的一種，所述主體I為陶瓷或者玻璃材質(zhì)，所述環(huán)狀的放電電極21為不銹鋼圓環(huán)，所述放電針22為鈰鎢合金材料，用于所述電極連桿4、氣體注入嘴5的密封連接材料均為環(huán)氧樹脂。
[0027]具體工作時，其中一個環(huán)狀放電電極21通過電極連桿4與驅(qū)動源負(fù)載電阻高壓端相連，另一個環(huán)狀放電電極21通過電極連桿4與驅(qū)動源負(fù)載電阻低壓端相連并接地。驅(qū)動源輸出的脈沖電壓通過環(huán)狀的放電電極21放電，使由氣體注入嘴5注入放電腔2內(nèi)的氣體被擊穿形成大面積等離子體，此時氙燈等效成為一個平板電容，脈沖電壓對該平板電容充電，使其發(fā)出高亮度脈沖閃光。采用環(huán)狀放電電極21，通過射頻放電實現(xiàn)大口徑面狀放電，放電等離子體無箍縮現(xiàn)象，用于高功率固體激光器放大器中，提高泵浦能量的均勻性，既可以在不降低電流密度的情況下，提高泵浦能量，也可以在不降低泵浦能量的情況下，減小電流密度，降低紫移現(xiàn)象對泵浦效率的影響。兩個放電腔2可以朝相反的方向發(fā)射脈沖閃光，發(fā)光面積大，發(fā)光均勻。
[0028]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種大口徑面狀雙向閃光氙燈，包括放電腔、2個電極連桿、氣體注入嘴，其特征在于，還包括主體、2個光窗，所述放電腔為2個，所述氣體注入嘴為2個； 所述主體為扁平柱體，所述2個放電腔和2個光窗平行鑲嵌于主體內(nèi)，排列次序為:光窗、放電腔、放電腔、光窗，所述2個放電腔之間的距離為l-20mm，所述主體設(shè)有2個電極孔、2個氣體注入孔； 所述放電腔為扁平柱體，內(nèi)側(cè)面環(huán)繞設(shè)有環(huán)狀的放電電極，所述放電電極設(shè)有不少于2根放電針，所述放電腔均與I個電極孔和I個注入孔相通，所述電極連桿通過電極孔與放電電極相連，所述氣體注入嘴封裝于氣體注入孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑面狀雙向閃光氙燈，其特征在于，所述扁平柱體為扁平圓柱體或扁平四棱柱體，所述主體、金屬平板電極、放電腔形狀相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑面狀雙向閃光氙燈，其特征在于，所述放電針均勻排列在放電電極上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑面狀雙向閃光氙燈，其特征在于，所述2個電極連桿間的投影距離、所述2個氣體注入嘴間的投影距離> 2cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑面狀雙向閃光氙燈，其特征在于，所述放電腔的厚度為l-20mm。
【專利摘要】本實用新型公開了一種大口徑面狀雙向閃光氙燈，包括兩個大口徑面狀放電腔，兩放電腔內(nèi)各設(shè)置有一環(huán)狀放電電極，高電壓脈沖通過環(huán)狀電極放電激發(fā)放電腔內(nèi)氙氣發(fā)光，從而實現(xiàn)大口徑面狀雙向脈沖閃光，本實用新型的大口徑面狀雙向脈沖氙燈發(fā)光口徑大、發(fā)光均勻，放電等離子體無箍縮現(xiàn)象，用于大口徑高功率固體激光器的放大器燈箱泵浦，提高泵浦能量的均勻性，既可以在不降低電流密度的情況下，提高泵浦能量，也可以在不降低泵浦能量的情況下，減小電流密度，降低紫移現(xiàn)象對泵浦效率的影響。
【IPC分類】H01J61-073, H01J61-30
【公開號】CN204424210
【申請?zhí)枴緾N201520151442
【發(fā)明人】吳登生, 張雄軍, 張君, 林東暉, 賴貴友, 鄭建剛, 董云, 王振國, 嚴(yán)雄偉, 蔣新穎, 田曉琳, 李明中, 康民強(qiáng), 陳德懷, 許黨鵬, 鄧穎, 張銳, 張永亮, 田小程, 周丹丹, 朱啟華, 鄭奎興, 粟敬欽, 胡東霞, 王方, 李敏, 莊令平
【申請人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月17日