发明名称 极端重复率气体放电雷射
摘要 一种能够操作在脉冲率范围为4,000Hz至6,000Hz,脉冲能量范围5mJ至10mJ或更大之气体放电雷射。优于先前技艺设计之重要的改进包括:(1)一具有气体流动路径之雷射管,其放电电极具有顺流渐增之横截面以能够回复在放电区域中压力降之大百分比,(2)一用以产生通过放电区域支超过76m/s之气体速度,且能够连续无误地操作达数月之松鼠笼型式的风扇,(3)一能够将超过16kw之热能从雷射气体中移除之热交换器系统,(4)一脉冲电源系统,其能够提供电极产生所要的脉冲能量在范围5mJ至10mJ或更大。且脉冲重复率在范围4,000Hz至6,000Hz或更大之雷射脉冲所需的精确控制之电气脉冲,以及(5)一雷射光束测量和控制系统,其能够以反馈脉冲至脉冲控制脉冲能量和波长来在一脉冲至脉冲雷射上测量脉冲能量波长以及频宽。
申请公布号 TW489559 申请公布日期 2002.06.01
申请号 TW090116018 申请日期 2001.06.29
申请人 希玛股份有限公司 发明人 罗杰 奥利微;威廉 N 派特洛;理查 M 耐斯;理查 L. 珊德斯壮;斯图亚特 L 安德生;艾利克斯 P 伊瓦生客;詹姆士 K 霍威;弗拉迪米尔 库吉果;珍-马克 休柏;丹尼尔L 比克斯
分类号 H01S3/00 主分类号 H01S3/00
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种能够操作在脉冲重复率范围为每秒4,000至6,000脉冲中之极端重复率气体放电雷射,该雷射包含:A)一具有二个定义放电区域之延长电极且具有一气体流动路径之雷射管,该路径具有约15至25度之该电极之下游之渐增的横截面以使得发生在放电区域中的静态压力降之大百分比的回复,B)一用以当操作在范围为每秒4,000脉冲或更大之重复率上时,在该放电区域中产生足够的气体速度之松鼠笼型式之风扇以在每次脉冲之后,在下一次脉冲之前从该放电区域大致地清除所有放电产生之离子,C)一能够将至少16kw之热能从该雷射气体移除之有翼的热交换器系统,D)一组态为提供电气脉冲给该电极且足以产生速率至少每秒4,000脉冲且具有范围约5mJ至10mJ之精确控制脉冲能量之雷射脉冲之脉冲电源系统,以及E)一能够以脉冲能量和波长之反馈控制测量大致每次脉冲之脉冲能量波长和频宽之雷射光束测量和控制系统。2.如申请专利范围第1项之雷射,其中在该放电区域下游之该渐增的横截面以约20度增加。3.如申请专利范围第2项之雷射,其中该管亦包含一在该放电区域上游之风向板结构以均一化该放电区域上游之气体速度。4.如申请专利范围第1项之雷射,其中该风扇包含一由陶制承轴支撑的转轴。5.如申请专利范围第4项之雷射,其中该承轴是由一滚动承轴和一球形承轴所构成的。6.如申请专利范围第5项之雷射,其中以一驱动马达应用至该球形承轴之预先载入具有一定片和一转子,且其转子定义一轴向磁中心,该中心略离开由定片产生之磁场之中心。7.如申请专利范围第1项之雷射,其中该陶制承轴为二个定义一驱动承轴和一闲置承轴之球形承轴。8.如申请专利范围第7项之雷射,其中预先载入以一弹簧被应用至二个该承轴,且额外的预先载入以一磁力应用至该驱动承轴。9.如申请专利范围第8项之雷射,其中该磁力是以一驱动马达产生的。10.如申请专利范围第1项之雷射,其中该有翼的热交换器系统为水冷式的。11.如申请专利范围第10项之雷射,其中该热交换器系统包含至少四个分离的水冷式热交换器。12.如申请专利范围第10项之雷射,其中热交换器系统包含至少一热交换器,其具有一管状的水流通过,其中至少一整流物位于该路径中。13.如申请专利范围第11项之雷射,其中该四个热交换器中的一个包含一整流物之管状水流动通过。14.如申请专利范围第1项之雷射,其中该脉冲电源系统包含水冷式电气零件。15.如申请专利范围第14项之雷射,其中该水冷式零件中至少之一为操作在超过12,000伏特之高压上之零件。16.如申请专利范围第15项之雷射,其中使用一冷却水流过之电感将该高压与地隔离。17.如申请专利范围第1项之雷射,其中该脉冲电源系统包含一共振充电系统以将一充电用电容充电至一精确控制的电压。18.如申请专利范围第17项之雷射,其中该共振充电系统包含一De-Qing电路。19.如申请专利范围第17项之雷射,其中该共振充电系统包含一拉下电路。20.如申请专利范围第17项之雷射,其中该共振充电系统包含一De-Qing电路和一拉下电路。21.如申请专利范围第1项之雷射,其中该脉冲电源系统包含一由至少并联配置之三个电源供应器构成之充电系统。22.如申请专利范围第1项之雷射,其中该雷射光束测量和控制系统包含一选频器,一感光二极体阵列,一可规划逻辑装置,以及光学装置以从该选频器将雷射聚焦至该感光二极体阵列上,其中该可规划逻辑装置被规划以分析来自该感光二极体阵列之资料以决定在该选频器边缘之感光二极体阵列上的位置。23.如申请专利范围第22项之雷射,其中该测量一控制系统亦包含一被规划来从由该可规划逻辑装置放置的边缘资料来计算波长和频宽之微处理器。图式简单说明:第1和2图显示一先前技艺雷射管之横截面图形。第2A图显示先前技艺雷射之先前技艺风扇系统之一部份之横截面。第3图显示一先前技艺脉冲电源系统之电路图。第4图显示本发明之一较佳实施例之雷射管之横截面图。第5图显示使用于本发明之一较佳实施例中之第一风扇设计。第6图显示使用于本发明之一较佳实施例中之第二风扇设计。第7A图显示一第一较佳共振充电器设计。第7B图显示一第二较佳共振充电器设计。第8A和8B图显示一第一可饱和电感器之横截面图。第9,10和11图为述描一水冷式可饱和电感器之图形。第12图显示一较佳脉冲电源系统之电路图。第13图显示一较佳脉冲电源系统之一部份。第14图显示一气冷式可饱和电感器。第14A图显示一水冷式可饱和电感器。第15图为一脉冲转换器之图形。第15A图为第15图脉冲转换器之单一核心之透视图。第16图为一显示光学零件之波量计之图形。第17图为一显示感光二极体阵列之感光区域之图形。第18A和18B图显示波长和频宽之计算。第19图显示边缘峰値如何出现在一感光二极体阵列上。第20图显示用以供十分快速之光束参数之计算之装置。第21和21A图显示一较佳热交换器之图形。第22A图为一显示一雷射系统之重要元件之方块图。第22B图为一显示PZT和调整镜之步阶器马达控制之图形。
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