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高功率激光器都有哪些

高功率激光器都有哪些

激光加工中常用的高功率激光器co2、Nd:YAG、CO和准分子激光器等。以下简单地介绍一下它们的工作原理。

一、co2激光器

co2激光器产生激光振荡的物质为co2气体分子,工作物质是co2N2He、Xe等几种气体的混合气体。co2激光器既可连续工作,也可脉冲工作。是目前co2激光打标机中应用最广的气体激光器。常用的co2高功率激光器有两类:

1.封离式co2激光器

封离式co2激光器是相对于不分离的气体流动器件来说的,即在这种激光器内,工作气体不流动,而是被密封在放电管内。这种高功率激光器的优点是结构简单,紧凑,使用方便。单位放电长度的激光功率比较低,每米放电长度约为5060W。激光器的输出功率正比于放电管的长度,为了得到比较高的激光功率,放电管的长度一般都很长,体积很大。

2.流动气体电激励co2激光器

与封离式器件的结构不同,流动气体co2激光器的结构不是一个封闭系统,而是不断地将激光管内的气体从一端输出,同时从另一端补充注入新鲜的工作气体,以避免气体发热、分解和吸收,从而更有效地提高激光器的输出功率和效率。这种高功率激光器由于输出功率随气体流速增高而增大,所以气体流动速度常高达亚音速。这种流动气体的co2激光器可以获得很高的输出功率,胶长lm的连续器件输出功率可大于10kw。

二、固体激光器

在激光材料加工中,固体高功率激光器具有广阔的应用前景,目前所用的大部分固体激光器仍为Nd:YAG激光器,输出波长1.06um。除Nd:YAG激光器外,NdGGGG、NdGSGGNdYAP激光器也可获得高功率的激光输出。与输出波长为10.GumCO2激光器相比,高功率Nd:YAG激光器具有一些独特的优点

1.可用光纤传输,用600um芯径的光纤可以传输2kW的激光功率,这使得激光加工的应用变得非常方便。

2.大部分金属对1.06um激光具有高吸收率。

3.固体激光器容易获得短脉冲和高峰值功率。

4.固体激光器的结构紧凑。

三、CO激光器

CO激光器激光输出谱线在4.8-8um之间,谱线丰富。大功率多线输出时,波长集中在5um附近,输出功率可达万瓦量级。CO高功率激光器的优点使其可以与新型的红外玻璃光纤配合进行大功率工业柔性加工,在激光材料加工领域具有很大的应用潜力,是气体激光器中继co2激光器后的新一代工业激光源。CO激光器的主要工作物质是co气体,并以He、Ke、N2等作为辅助气体。He气的作用主要是导热快,使经过放电区的气体迅速降温。适当增加N2的含量有利于输出较高功率。co激光器可以通过放电、加热、化学反应等多种方式进行激励,产生大的连续或脉冲功率。co激光器的结构同co:激光器基本相似,但要在低温环境下工作,需附加液氮冷却,否则其增益将会急剧下降,因此在激光器的制造工艺上有特殊的困难。

四、准分子激光器

准分子激光器是发射紫外波长激光的高功率激光器,准分子与通常的稳定分子不同,它是一种只在激发态结合成分子,而在基态离解成原子的不稳定缔合物。准分子在基态的平均寿命很短,一般为10-13s量极。在准分子激光系统中,跃迁发生在束缚的激发态和排斥的基态之间,属束缚一自由跃迁。准分子激光器的激励方式有相对论电子束激励、快速放电激励、电子束控制的放电激励和光激励等。

以上为四种高功率激光器的基本原理,根据行业的不同需求,被广泛应用于各种生产当中,根据激光器的特性,激光在工业中的应用有激光打码、激光焊接、激光打孔、激光切割等。

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