一、二氧化碳激光器的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些
二氧化碳激光器是一種發(fā)射處于1000nm帶中的紅外脈沖激光,它不僅是一種激光器,而且是許多精密切削、焊接應(yīng)用領(lǐng)域中最常用的工具之一。下面來(lái)看看二氧化碳激光器的優(yōu)缺點(diǎn)介紹:
1、優(yōu)點(diǎn)
(1)輸出功率范圍較大,國(guó)外已用100KW激光焊機(jī)進(jìn)行焊接。閉管二氧化碳激光器可有幾十瓦的連續(xù)輸出功率,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他的氣體激光器,橫向流動(dòng)式的電激勵(lì)二氧化碳激光器則可有幾十萬(wàn)瓦的連續(xù)輸出。此外橫向大氣壓二氧化碳激光器,從脈沖輸出的能量和功率上也都達(dá)到了較高水平,可與固體激光器媲美。
(2)能量轉(zhuǎn)換效率高,二氧化碳激光器的能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30~40%,這也超過(guò)了一般的氣體激光器。
(3)利用CO2分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷的,有比較豐富的譜線,在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的高氣壓二氧化碳激光器,甚至可做到從9~10微米間連續(xù)可調(diào)諧的輸出。
(4)它的輸出波段正好是大氣窗口,即大氣對(duì)這個(gè)波長(zhǎng)的透過(guò)率較高。并具有輸出光束的光學(xué)質(zhì)量高,相干性好,線寬窄,工作穩(wěn)定。
(5)具有較好的方向性、單色性和較好的頻率穩(wěn)定性。而氣體的密度小,不易得到高的激起粒子濃度,因而,CO2氣體激光器輸出的能量密度通常比固體激光器小。
(6)能以脈沖方式或連續(xù)方式工作,焊接范圍廣,既能用來(lái)焊接微型件,也能焊接較厚的工件。
(7)輸出波長(zhǎng)為10.6m,正落在8--14m的大氣窗口之間,在距離傳輸方面有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
(8)氣體純度要求低,一般只要工業(yè)純度二氧化碳?xì)怏w即可。
(9)激光器與電源可集成在一套系統(tǒng)中,結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
(10)使用壽命長(zhǎng)。
2、CO2激光器的缺點(diǎn)
CO2激光器的變換功率是很高的,但最高也不會(huì)超越 40%,這就是說(shuō),將有 60%以上的能量變換為氣體的熱能,使溫度增加。而氣體溫度的增加,將致使激光上能級(jí)的消激起和激光下能級(jí)的熱激起,這都會(huì)使粒子的反轉(zhuǎn)數(shù)削減。并且,氣體溫度的增加,將使譜線展寬,致使增益系數(shù)降低。特別是,氣體溫度的增加,還將致使 CO2 分子的分解,降低放電管內(nèi)的 CO2 分子濃度。這些要素都會(huì)使激光器的輸出功率降低,乃至發(fā)生“溫度猝滅” 。
二、二氧化碳激光器性能特點(diǎn)
1、小功率
一般來(lái)說(shuō),二氧化碳激光器可以提供小功率,其輸出功率可以調(diào)節(jié),以適合各種工藝要求。 相比于其他激光器,二氧化碳激光器的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝、調(diào)節(jié)及使用也相對(duì)容易。
2、高聚焦能力
二氧化碳激光器具有非常好的聚焦能力,一般可以將成像尺寸縮小至納米尺度,從而滿足精確處理的要求。
3、單重頻
二氧化碳激光器的激光脈沖帶寬很小,可以很好地克服蒸發(fā)焊接、粉加工等過(guò)程中產(chǎn)生的熱量影響。
4、輻照距離長(zhǎng)
二氧化碳激光器激光距離能夠偏移30m,讓工藝安裝更為靈活,大大減少了激光安裝投資和工藝改造投資。
三、二氧化碳激光器的應(yīng)用介紹
了解了二氧化碳激光器的優(yōu)缺點(diǎn)及性能特點(diǎn)后,我們?cè)賮?lái)看看二氧化碳激光器的應(yīng)用介紹吧!
1、醫(yī)療領(lǐng)域:CO2激光器在醫(yī)療行業(yè)中用于各種治療和手術(shù),如眼科手術(shù)、皮膚治療等。
2、材料加工:這是CO2激光器最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一,包括金屬和非金屬材料的切割、打標(biāo)、雕刻等。
3、工業(yè)制造:在工業(yè)制造領(lǐng)域,CO2激光器用于焊接、熔覆加工等,特別是在汽車、造船和航空航天行業(yè)中。
4、包裝噴碼:CO2激光器在包裝行業(yè)中用于噴碼和標(biāo)記。
5、科研與軍事:CO2激光器在科研和軍事領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用,如激光雷達(dá)、測(cè)距等。
6、紡織業(yè):CO2激光器在紡織業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛,例如布料切割和雕刻。