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CO2激光器运作原理及分类浅析

来源:本站    发布时间:2015-9-17 16:03:16    点击量:

      二氧化碳激光于1964年首次运用其波长为10.6μm。因为这是一种十分有功率的激光,作为商业模型来说其变换功率到达10%,所以二氧化碳激光广泛用于激光切开,焊接,钻孔和外表处理。作为商业运用激光可达45千瓦,这是现在最强的物质处理激光。

       1、运作原理

  二氧化碳激光是一种分子激光。首要的物质是二氧化碳分子。它能够体现多种能量状况这要视其轰动和旋转的形状而定。根本的能量网状见图1。二氧化碳里的混合气体是因为电子释放而构成的低压气体(一般30-50托)构成的等离子(电浆)。如麦克斯韦-波尔兹曼散布定律所说,在等离子里,分子出现多种振奋状况。一些会出现高能态(00o1)其体现为不对称摇摆状况。当与空心墙磕碰或许天然发出,这种分子也会偶尔的丢掉能量。经过天然发出这种高能状况会下降到对称摇摆形状(10o0)以及放射出也许传达就任何方向的光子(一种波长10.6μm的光束)。偶尔的,这种光子的一种会沿着光轴的腔向下传达也将在共识镜里摇摆。

      大体上,二氧化碳激光的作业物质是由二氧化碳、氦、氮气所构成的混合物。氮气作为缓冲气体以及它的分子共识地传递影响能量给二氧化碳分子。因为张弛水平(01110)是瓶颈,氦的作用是作为热壑来传递能量给水平(01110)给氦原子。

      2、二氧化碳激光的品种

  废热被拒的方法对激光体系规划有很大的影响。原则上,有两种也许的方法。第一种方法是根据自动处理天然扩散热气到管墙,运作原理即是密封和慢轴流激光。第二种是根据气体逼迫对流,其运作原理即是快轴流激光。大体上,首要有五种二氧化碳激光:

  密封式或无流式

  慢轴流

  快轴流

  快速横向流

  横向鼓励大气(TEA)

  密封或无流式二氧化碳激光一般以用于光束偏转激光做记号。它的放电管彻底被封住。这种激光束的质量十分好。并且在大多数情况下全部放电管能够换新旧的能够重新灌气所以简略保养。这么就无需运用分离式的气体供给体系。只需要在激光头做较少的衔接。所以它既严密且轻盈。可是其能量输出较低(一般少于200瓦)。

  TEA二氧化碳激光一般运用于防护罩制作。只能在脉冲形势下操作。气流低且气压高。其鼓励电压大概在一万伏。这种激光束能量散布在相对的大区域是统一的。它的最高能量最高能够到达1012瓦并且其脉冲宽度十分小。尽管如此,因为多状况工作所以这种形式的激光很难在小点上集中。

  3、泵的电源供给

  对于CW二氧化碳激光而言,总体上说首要有三种给泵供电的方法。例如:直流电(DC)、高频(HF)、射频(RF)。直流电供电规划最简略。在高频率供电式中电子在频率20-50千赫兹之间替换。相对直流电而言,高频供电在巨细上严密并且较高功率。射频供电中电子在频率2至100兆赫兹之间替换。与直流电比较,其电压和功率都较低。

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