第一篇：教學(xué)激光器使用說(shuō)明

教學(xué)激光器使用說(shuō)明

圖0

整機(jī)照片 1．部分連接

a.二極管激光器連接 黑色電源盒

圖 1 銀色二極管激光器

圖2 將電源線連接至電源盒，另一端帶特殊插口的連接至半導(dǎo)體而激光激光器（如上圖2），將插頭插在插座上，按on，電源工作，如圖2，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)current set旋鈕增大電流即可得到808nm激光輸出，測(cè)試注意在出光方向用金屬塊阻擋光光束，否則容易傷人。功率輸出已經(jīng)設(shè)置了最高上限，因此不必?fù)?dān)心電流會(huì)加過(guò)允許值。

b．指示（準(zhǔn)直光調(diào)試）

圖 3 圖3左側(cè)黃色變壓器為指示光源電源，設(shè)置輸出為3V，右側(cè)鏡架重為小型二極管激光器，發(fā)射紅光，其線已連接好，只需將變壓器一段與小二極管連接即可。

圖4 光學(xué)元件圖 2．紅外光（1064nm）調(diào)試

a.泵源調(diào)試: 先把滑軌上最大的滑塊放在滑軌最右端，滑軌和滑塊的右端都重合。此時(shí)再如圖2將半導(dǎo)體二極管激光器固定在滑軌上，兩顆螺釘?shù)奈恢靡呀?jīng)給定，安裝時(shí)注意使得出射的二極管激光盡量沿導(dǎo)軌滑動(dòng)方向直線射出，以便于后續(xù)調(diào)節(jié)。可將電流開(kāi)至用白紙剛好可見(jiàn)的程度，可以看見(jiàn)打在白紙上的紅色光斑。

b.準(zhǔn)直光調(diào)試: 先將準(zhǔn)直光源如圖3中所示連接并裝到相應(yīng)的鏡架上，鏡架上已經(jīng)用黃色膠帶貼上了，因?yàn)楦叨瘸鰪S時(shí)已調(diào)過(guò)，千萬(wàn)不要使用別的鏡架，然后打開(kāi)電源，此時(shí)調(diào)節(jié)鏡架旋鈕使得出射光對(duì)準(zhǔn)泵源出射口的中心（如圖5中小紅點(diǎn)所示區(qū)域中心），這是為了使得泵光和指示光共線。

圖5 b.聚焦鏡安裝: 聚焦鏡支架為鐵塊，已經(jīng)粘在滑塊上，若運(yùn)輸途中脫落，需要重新使用硬膠進(jìn)行粘接，粘接使使得其如下圖方式，并且其靠外的一面與滑塊平齊。然后將聚焦透鏡如圖5所示吸附在上，調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)聚焦的泵浦光與準(zhǔn)直光共線

c.激光晶體安裝: 將激光晶體與其底座滑塊放在滑軌上，此時(shí)再加大激光功率，來(lái)回移動(dòng)晶體位置，可看到泵光入射端出現(xiàn)白色熒光，精細(xì)調(diào)節(jié)晶體位置至熒光最亮，同時(shí)使得被晶體靠準(zhǔn)直光一端的表面反射的部分準(zhǔn)直光其反射點(diǎn)回到出射位置或者稍微偏一點(diǎn)（1-2mm），如下圖示，然后固定晶體，調(diào)低泵光輸出。

準(zhǔn)直光出光口中心反射光

d.泵光方端鏡安裝: 將鏡子從透鏡紙包中取出，查看側(cè)面標(biāo)記

看到如上圖表及，則尖端所指為鍍膜面，使得鍍膜面朝向晶體，安裝到相應(yīng)鏡架上（與前項(xiàng)似，鏡架上標(biāo)有標(biāo)簽），鏡架方向參考圖0，使得此鏡盡量貼近激光晶體，固定位置。并調(diào)節(jié)反射光點(diǎn)，使得其返回出射位置，與調(diào)節(jié)激光晶體時(shí)相同

e.后端鏡安裝：后端鏡選擇10%1064nm輸出鏡(圖4)，安裝在鏡架上，鍍膜面朝向激光晶體，盡量靠近激光晶體,并調(diào)節(jié)反射光點(diǎn)回到與前述激光晶體和泵光方端鏡反射點(diǎn)同樣的位置，盡量重疊，固定鏡架。

f.出光: 確認(rèn)所有光學(xué)元件都調(diào)節(jié)固定完畢后，在輸出端鏡和準(zhǔn)直光源之間擋上一小金屬塊保護(hù)準(zhǔn)直光源。然后增加泵光輸出至2，用攝像頭或者拍照手機(jī)，數(shù)碼相機(jī)觀察金屬塊表面，此時(shí)，微調(diào)后端鏡兩旋鈕，可看到亮白色細(xì)小的圓形光點(diǎn)，此即為1064nm輸出光，然后可以反復(fù)優(yōu)化兩個(gè)端鏡直至輸出最大，如果始終沒(méi)有出光，說(shuō)明激光腔失諧較厲害，請(qǐng)重新校準(zhǔn)。3．綠光調(diào)試

如果1064nm激光已經(jīng)可以輸出則綠光很容易獲得，首先，降低泵光輸出 a． 將ktp晶體（倍頻晶體）安裝在相應(yīng)鏡架上，并如圖0方向安裝，同樣要求反射光點(diǎn)返回出射如今位置，如紅外光調(diào)節(jié)時(shí)一樣。Ktp晶體的方向如下圖所示，準(zhǔn)直光應(yīng)盡量靠近ktp的中心穿過(guò)。

b．將后端鏡中的鏡片換成圖4中的’綠光輸出’鏡，鍍膜面朝向腔內(nèi)。然后調(diào)節(jié)方法如調(diào)節(jié)紅外光調(diào)試種的e項(xiàng)。c． 綠光出光: 固定好后，同樣用金屬塊，最好是鋁塊保護(hù)準(zhǔn)直光，此時(shí)再加大泵光功率至2，調(diào)節(jié)后端鏡，（因?yàn)樵谡{(diào)節(jié)1064nm時(shí)前端鏡已經(jīng)優(yōu)化過(guò)，最好不要再調(diào)節(jié)），此時(shí)可看到綠光，優(yōu)化后端鏡至綠光最亮，如下圖所示

此激光器輸出后固定緊各旋鈕后可以拆掉準(zhǔn)直光源，為其他激光實(shí)驗(yàn)的光源。

注意事項(xiàng)

1.嚴(yán)禁使激光直接入射到準(zhǔn)直光內(nèi)，否則會(huì)造成準(zhǔn)直激光損壞。

2.嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間直視強(qiáng)綠光和紅外光，會(huì)損傷眼睛 3.光學(xué)表面（晶體表面和鏡面）應(yīng)保持清潔。

第二篇：教學(xué)科研用激光器

教學(xué)科研用激光器

我公司是一家專(zhuān)業(yè)從事半導(dǎo)體激光產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。我公司面向國(guó)內(nèi)外激光、光電子市場(chǎng)，重點(diǎn)針對(duì)半導(dǎo)體激光應(yīng)用領(lǐng)域，先后開(kāi)發(fā)了點(diǎn)光源、線光源、十字光源等幾大類(lèi)數(shù)百種產(chǎn)品。重點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，激光指示等領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了種類(lèi)繁多的半導(dǎo)體激光器。半導(dǎo)體激光器體積小，重量輕，可靠性高，能直接調(diào)制，并且價(jià)格低廉，使用安全。

在使用時(shí)，不是功率越大越好，要看工作環(huán)境需要！①大功率亮度高，可在強(qiáng)光下工作，但是精度差！

②小功率亮度小，在光線一般的情況下，線的精度高!Cmj 在基礎(chǔ)物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)，激光測(cè)量，指示等方面得到良好的應(yīng)用。尤其，教學(xué)專(zhuān)用激光光源可以為教學(xué)及實(shí)驗(yàn)演示激光系統(tǒng)提供高品質(zhì)激光器。主要產(chǎn)品：有532nm.635nm.650nm670nm波長(zhǎng)的激光光源，其中，教學(xué)專(zhuān)用激光光源可以為教學(xué)及實(shí)驗(yàn)演示激光系統(tǒng)提供高零貳玖陸捌伍捌一柒零倚品質(zhì)激光器。為教學(xué)和科研方面帶來(lái)了很大的便捷，也提高了教學(xué)以及科研的速率與成效。具體參數(shù)可按客戶(hù)的需求定制。

溫馨提示：客戶(hù)預(yù)定前務(wù)必先確定工作距離「即激光孔到工作面的垂直距離」以及工作場(chǎng)所光線度。請(qǐng)聯(lián)系我們或咨詢(xún)客服！！Warm prompt: the customer reservation first it is important to make sure the working distance "the laser aperture to the vertical distance of working face and the workplace light degree.Please contact us or consult customer service！！！！！!

第三篇：可調(diào)激光器小結(jié)

可調(diào)激光器小結(jié)

1。引言

在當(dāng)今的光網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，由那種對(duì)數(shù)據(jù)（速率/容量）永不知足的需求引起的信息爆炸，或者說(shuō)是對(duì)通信的需求，要求光器件能提供更大的網(wǎng)絡(luò)靈活性和降低網(wǎng)絡(luò)成本。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，可調(diào)激光器現(xiàn)今已能滿(mǎn)足這些要求，同時(shí)開(kāi)始為那些把它們推向市場(chǎng)的公司帶來(lái)可觀的利潤(rùn)。結(jié)果使許多的組織致力于可調(diào)激光器的開(kāi)發(fā)。

今天，固定波長(zhǎng)激光器正在被可調(diào)激光器的有限的波長(zhǎng)配置取代。但是，這些激光器的調(diào)諧范圍很小，也就是說(shuō)，要得到一定的調(diào)諧范圍需要多個(gè)的可調(diào)激光器。到今年年底，我們可望看到寬可調(diào)激光器被應(yīng)用到波長(zhǎng)路由中。到2002年，當(dāng)它們的成本降到一個(gè)可以承受的水平是，寬可調(diào)激光器將開(kāi)始取代固定波長(zhǎng)激光器。

2。困難

雖然它們的前景是很樂(lè)觀，但在大規(guī)模應(yīng)用之前還有很多的工作要做。最大的障礙是fullTelcordiaqualification,或者說(shuō)Bellcorecompliance.雖然在做可靠性和壽命測(cè)試的同時(shí)，電信服務(wù)提供商將會(huì)采用具有可調(diào)激光器的通信系統(tǒng)。但是，在所有這些測(cè)試完成之前，他們是不會(huì)大規(guī)模采用的。已經(jīng)有提供商宣稱(chēng)他們2000年年底完成了這些測(cè)試。

3。主要技術(shù)

開(kāi)發(fā)可調(diào)激光器的技術(shù)現(xiàn)在主要有以下四種，他們各有優(yōu)勢(shì)并且用處各異：

DFBLaser---deployedinsparingapplication;

DBRLaser---alsodeployedinsparingapplication;

ExternalCavityDiodeLaser(ECDL)---usedintestandmeasurementequipment;

VCSEL---stillneedtobeadaptedinthefield

這些技術(shù)都不可能單獨(dú)占領(lǐng)整個(gè)市場(chǎng)，它們只能各自占領(lǐng)一部分。根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和要求，它們將找到各自的應(yīng)用市場(chǎng)。

4。推動(dòng)因素

推動(dòng)可調(diào)激光器發(fā)展的因素主要是它在光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。如下；

instrumentation&systemtest

sparing

hotbackup

fixed-wavelengthlaserreplacement

reconfigurableOADM

OXC

fastpacketswitching

隨著新應(yīng)用（動(dòng)態(tài)OADM，OXC，波長(zhǎng)路由）的成熟，可調(diào)激光器將在光網(wǎng)絡(luò)中起顯著的作用。在未來(lái)的幾年，可調(diào)激光器的市場(chǎng)將快速增長(zhǎng)。到2003年，就整個(gè)DWDMlasersource而言，可調(diào)激光器預(yù)計(jì)將占到四分之一。

可調(diào)激光器小結(jié)

說(shuō)得很好，但是據(jù)說(shuō)ADC和NOTEL已經(jīng)把他們的可調(diào)激光器部門(mén)關(guān)閉了，單個(gè)可調(diào)激光器在應(yīng)用上功能單一，現(xiàn)在很多廠商把調(diào)制器、衰減器、還有輸出功率檢測(cè)都集成在一個(gè)器件上了。這才是未來(lái)的發(fā)展方向。

HAWK兄，但是市場(chǎng)的需求量暫時(shí)不會(huì)大到占四分之一的份額。除了價(jià)格因素、可靠性、技術(shù)水平外，光纖中的CHANNEL還沒(méi)完全使用也大大影響TLS的應(yīng)用。

可調(diào)激光器

supplement:

Tunablelasersuseavarietyofstructuresandtuningmethods

ThermallytunedDFBs–singlechiporthreesectionDFBarrays

DBRs–DistributedBraggReflectorchips–currenttuned

SGDBRs–SampledGratingDBRs–currenttuned

VCSELs–VerticalCavitySurfaceEmittingLasers–MEMStuning

ECLs–ExternalCavityLasers–mechanicallytuned

第四篇：教學(xué)指南使用說(shuō)明

沁陽(yáng)市中小學(xué)

《學(xué)科教學(xué)指南》使用說(shuō)明

中小學(xué)《學(xué)科教學(xué)指南》（2010---2011上學(xué)期）是沁陽(yáng)市教育局為推進(jìn)全市課堂教學(xué)改革組織城區(qū)部分中小學(xué)優(yōu)秀教師和永威學(xué)校教師利用2010年暑假合作編寫(xiě)的的教案集。《指南》編寫(xiě)采用了“先學(xué)后教

當(dāng)堂訓(xùn)練”的課堂教學(xué)模式，體現(xiàn)了“自主、合作、探究”的課改理念，對(duì)中小學(xué)課堂教學(xué)改革具有普遍的指導(dǎo)意義，對(duì)全面提高中小學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量必將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。

現(xiàn)將初中各學(xué)科（初三英語(yǔ)暫缺）和小學(xué)語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)各科教案電子文檔在公用郵箱公布，供各單位在新學(xué)期下載使用。使用《指南》過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)科集體備課組的作用，組織學(xué)科教師對(duì)教案集進(jìn)行學(xué)習(xí)、討論、研究，準(zhǔn)確把握編寫(xiě)思想與意圖，了解課堂的基本組織形式，并研究分析每一節(jié)課的內(nèi)容和安排，準(zhǔn)確把握每節(jié)課的目標(biāo)和實(shí)施途徑，合理使用教學(xué)手段輔助教學(xué)。

2.應(yīng)根據(jù)本校學(xué)情實(shí)際，在共同研討的基礎(chǔ)上，可對(duì)教案進(jìn)行合理增刪，通過(guò)集體備課，形成適合本校實(shí)際的正式教案，在學(xué)校推廣使用，杜絕“另起爐灶”或“全盤(pán)照搬”兩個(gè)極端。3.應(yīng)根據(jù)全市統(tǒng)一安排，積極組織教師參加教研培訓(xùn)中心組織的與《指南》有關(guān)的各種研討、論壇、交流活動(dòng)，提高教師對(duì)《指南》的認(rèn)識(shí)水平和使用操作能力。

4.鼓勵(lì)中小學(xué)教師在《指南》使用過(guò)程中對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，產(chǎn)生的疑惑與教研培訓(xùn)中心進(jìn)行交流、溝通，鼓勵(lì)中小學(xué)教師在使用過(guò)程中總結(jié)出新經(jīng)驗(yàn)、新思考形式文字材料，參與全市研討交流，教研培訓(xùn)中心將把《指南》的推廣使用列入本教科研課題規(guī)劃，推進(jìn)《指南》的科學(xué)推廣。

沁陽(yáng)市教研培訓(xùn)中心

2010年8月

第五篇：二氧化碳激光器小論文

目錄

摘要...............................................................................................................1 關(guān)鍵詞...........................................................................................................1 1引言............................................................................................................1 2激光............................................................................................................2 2.1激光產(chǎn)生的三個(gè)條件.............................................................................2 2.2激光的特點(diǎn).............................................................................................2 2.3激光器.....................................................................................................3 3 CO2激光器的原理.....................................................................................5 3.1 CO2激光器的基本結(jié)構(gòu)..........................................................................5 3.2 CO2 激光器基本工作原理....................................................................7 3.3 CO2激光器的優(yōu)缺點(diǎn)..............................................................................8 4 CO2激光器的應(yīng)用.....................................................................................9 4.1軍事上的應(yīng)用.........................................................................................9 4.2醫(yī)療上的應(yīng)用.......................................................................................10 4.3工業(yè)上的應(yīng)用.......................................................................................12 5 CO2激光器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景.......................................................14 5.1 CO2激光器的研究現(xiàn)狀........................................................................14 5.2 CO2激光器的發(fā)展前景........................................................................15 參考文獻(xiàn).....................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

摘要：本文從引言出發(fā)介紹了CO2激光技術(shù)的基本情況，簡(jiǎn)單介紹了激光和激光器的一些特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了氣體激光器中的CO2激光器的相關(guān)應(yīng)用，目前CO2激光器是用最廣泛的激光器之一，它有著一些非常突出的高功率、高質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。論文首先介紹了應(yīng)用型CO2激光器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，著重介紹了應(yīng)用型CO2激光器在軍事、醫(yī)療和工業(yè)三個(gè)主要領(lǐng)域的應(yīng)用，最后介紹應(yīng)用型CO2激光器的研究前景和現(xiàn)狀。通過(guò)這些介紹使得人們能夠加深對(duì)CO2激光器的了解和認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞: CO2激光器； 基本原理； 基本結(jié)構(gòu)； 應(yīng)用；

Abstract: in this paper, starting from the introduction introduces the basic principle of CO2 laser technology, introduce some characteristics of the laser and laser, gas laser is mainly introduced the related application of the CO2 laser, CO2 laser is currently one of the most widely used laser, it has some very prominent advantages of high power and high quality.Paper first introduces the applied the basic structure and working principle of CO2 laser, emphatically introduces the application of CO2 laser in the three major fields of military, medical and industrial applications, finally introduces applied research prospects of CO2 laser and the status quo.Through introducing the enables people to deepen understanding of CO2 laser and cognition.Key words: CO2 laser;The basic principle;The basic structure;Application;引言 1964年由Patel在CO2氣體放電中，獲得了波長(zhǎng)在10.4微米和9.4微米附近的連續(xù)激光輸出，世界上第一臺(tái)CO2分子的激光器誕生了。它有比較大的功率和比較高的能量轉(zhuǎn)換效率。它是利用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。其在工業(yè)、軍事、醫(yī)療、科研等方面得到了廣泛的應(yīng)用，給我們的實(shí)現(xiàn)生活帶了許多便利。

1966年氣動(dòng)CO2激光器誕生了，從此CO2激光器受到了極大的關(guān)注。由于激光技術(shù)中氣動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)，CO2激光器開(kāi)辟了廣闊的運(yùn)用前景。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，世界各國(guó)的激光技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，二氧化碳激光器是目前連續(xù)輸出功率較高的一種激光，它發(fā)展較早，商業(yè)產(chǎn)品較為成熟，被廣泛應(yīng)用到材料加工、醫(yī)療使用、軍事武器、環(huán)境量測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域。在激光的發(fā)展和應(yīng)用方面，CO2激光器的制作和應(yīng)用較早也較多，早在1970年代末期，就有從國(guó)外直接進(jìn)口CO2激光器，從事工業(yè)加工和醫(yī)療等應(yīng)用。從80年代末期開(kāi)始，CO2激光器被廣泛引進(jìn)并應(yīng)用在在材料加工領(lǐng)域。

本文主要介紹的CO2激光器的基本原理和基本結(jié)構(gòu)，并著重從三個(gè)方面介紹了CO2激光器的應(yīng)用，最后介紹了CO2激光器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景。激光

激光的最初的中文名叫做“鐳射”或“萊塞”，是它的英文名稱(chēng)LASER的音譯，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞頭一個(gè)字母組成的縮寫(xiě)詞。意思是“通過(guò)受激發(fā)射光擴(kuò)大”。激光的英文全名已經(jīng)完全表達(dá)了制造激光的主要過(guò)程。1964年按照我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森建議將“光受激發(fā)射”改稱(chēng)“激光[1]。2.1激光產(chǎn)生的三個(gè)條件

激光產(chǎn)生的三個(gè)條件如下：

(1)有提供放大作用的增益介質(zhì)作為激光工作物質(zhì)，其激活粒子（原子、分子或離子）有適合于產(chǎn)生受激輻射的能級(jí)結(jié)構(gòu)；(2)有外界激勵(lì)源，將下能級(jí)的粒子抽運(yùn)到上能級(jí)，使激光上下能級(jí)之間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；(3)有光學(xué)諧振腔，增長(zhǎng)激活介質(zhì)的工作長(zhǎng)度，控制光束的傳播方向，選擇被放大的受激輻射光頻率以提高單色性[2]。

2.2 激光的特點(diǎn)

激光與普通意義上的光源相比較激光主要有四個(gè)特點(diǎn)：方向性好、[3]亮度極高、單色性好、相干性好。

2.3 激光器

激光器是一種能發(fā)射激光的裝置。1954年制成了第一臺(tái)微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應(yīng)用到光頻范圍，并指出了產(chǎn)生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一臺(tái)紅寶石激光器。1961年A.賈文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人創(chuàng)制了砷化鎵半導(dǎo)體激光器。以后，激光器的種類(lèi)就越來(lái)越多。除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，產(chǎn)生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大過(guò)損耗，所以裝置中必不 可少的組成部分有激勵(lì)（或抽運(yùn)）源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的工作介質(zhì)兩個(gè)部分。激勵(lì)是工作介質(zhì)吸收外來(lái)能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài)，為實(shí)現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激勵(lì)方式有光學(xué)激勵(lì)、電激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì)和核能激勵(lì)等。工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級(jí)是使受激輻射占主導(dǎo)地位，從而實(shí)現(xiàn)光放大。激光器中常見(jiàn)的組成部分還有諧振腔，但諧振腔（見(jiàn)光學(xué)諧振腔）并非必不可少的組成部分，諧振腔可使腔內(nèi)的光子有一致的頻率、相位和運(yùn)行方向，從而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地縮短工作物質(zhì)的長(zhǎng)度，還能通過(guò)改變諧振腔長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)所產(chǎn)生激光的模式（即選模），所以一般激光器都具有諧振腔[4]。激光器的種類(lèi)是很多的。下面，將分別從激光工作物質(zhì)、激勵(lì)方式、運(yùn)轉(zhuǎn)方式等幾個(gè)方面進(jìn)行分類(lèi)介紹[5]。

(1)按工作物質(zhì)分類(lèi)

根據(jù)工作物質(zhì)物態(tài)的不同可把所有的激光器分為以下幾大類(lèi)：①固體（晶體和玻璃）激光器；②氣體激光器，而進(jìn)一步區(qū)分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器、準(zhǔn)分子氣體激光器等；③液體激光器，這類(lèi)激光器所采用的工作物質(zhì)主要包括兩類(lèi)，一類(lèi)是有機(jī)熒光染料溶液，另一類(lèi)是含有稀土金屬離子的無(wú)機(jī)化合物溶液；④半導(dǎo)體激光器；⑤自由電子激光器。

(2)按激勵(lì)方式分類(lèi)

①光泵式激光器；②電激勵(lì)式激光器；③化學(xué)激光器；④核泵浦激光器。

(3)按運(yùn)轉(zhuǎn)方式分類(lèi)

由于激光器所采用的工作物質(zhì)、激勵(lì)方式以及應(yīng)用目的的不同，其運(yùn)轉(zhuǎn)方式和工作狀態(tài)亦相應(yīng)有所不同，從而可區(qū)分為以下幾種主要的類(lèi)型。①連續(xù)激光器；②單次脈沖激光器；③重復(fù)脈沖激光器；④調(diào)激 光器；⑤鎖模激光器；⑥單模和穩(wěn)頻激光器；⑦可調(diào)諧激光器。CO2激光器的原理

3.1 CO2激光器的基本結(jié)構(gòu)

圖1 CO2激光器基本結(jié)構(gòu)

如圖1所示是為一種典型的CO2激光器結(jié)構(gòu)示意圖。構(gòu)成CO2激光器諧振腔的兩個(gè)反射鏡放置在可供調(diào)節(jié)的腔片架上，最簡(jiǎn)單的方法是將反射鏡直接貼在放電管的兩端。基本結(jié)構(gòu)： ① 激光管

激光器中最關(guān)鍵的部分。通常由三部分組成（如圖1所示）： 放 電空間（放電管）、水冷套（管）、儲(chǔ)氣管。

放電管通常由硬質(zhì)玻璃制成，一般采用層套筒式結(jié)構(gòu)。它能夠影響激光的輸出以及激光輸出的功率，放電管長(zhǎng)度與輸出功率成正比。在一定的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，每米放電管長(zhǎng)度輸出的功率隨總長(zhǎng)度而增加。一般而言，放電管的粗細(xì)對(duì)對(duì)輸出功率沒(méi)有影響。

水冷套管的和放電管一樣，都是由硬質(zhì)玻璃制成。它的作用是冷卻工作氣體，使得輸出功率穩(wěn)定。

儲(chǔ)氣管與放電管的兩端相連接，即儲(chǔ)氣管的一端有一小孔與放電管相通，另一端經(jīng)過(guò)螺旋形回氣管與放電管相通。它的作用是可以使氣體在放電管中與中循環(huán)流動(dòng)，放電管中的氣體隨時(shí)交換。

② 光學(xué)諧振腔

光學(xué)諧振腔由全反射鏡和部分反射鏡組成，是CO2激光器的重要 組成部分。光學(xué)諧振腔通常有三個(gè)作用：控制光束的傳播方向，提高單色性；選定模式；增長(zhǎng)激活介質(zhì)的工作長(zhǎng)度。

最簡(jiǎn)單常用的激光器的光學(xué)諧振腔是由相向放置的兩平面鏡（或球面鏡）構(gòu)成。CO2激光器的諧振腔常用平凹腔，反射鏡采用由K8光學(xué)玻璃或光學(xué)石英加工成大曲率半徑的凹面鏡，在鏡面上鍍有高反射率的金屬膜——鍍金膜，使得波長(zhǎng)為10.6μm的光反射率達(dá)98.8％，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。我們知道二氧化碳發(fā)出的光為紅外光，因此反射鏡需要應(yīng)用透紅外光的材料。因?yàn)槠胀ü鈱W(xué)玻璃對(duì)紅外光不透，就要求在全反射鏡的中心開(kāi)一小孔，再密封上一塊能透過(guò)10.6μm激光的紅外材料，以封閉氣體，這樣就使諧振腔內(nèi)激光的一部分從這一小孔輸出腔外，形成一束激光。

③電源及泵浦

泵浦源能夠提供能量使工作物質(zhì)中上下能級(jí)間的粒子數(shù)翻轉(zhuǎn)。封閉式CO2激光器的放電電流較小，采用冷電極，陰極用鉬片或鎳片做成圓筒狀。30～40mA的工作電流，陰極圓筒的面積500cm2，不致鏡片污染，在陰極與鏡片之間加一光欄[6]。

3.2 CO2 激光器基本工作原理

如下圖2所示為CO2激光器的產(chǎn)生激光的分子能級(jí)圖。從圖2中可以分析得到CO2激光的激發(fā)過(guò)程，主要的工作物質(zhì)由CO2，氮?dú)猓馊N氣體組成。其中CO2是產(chǎn)生激光輻射的氣體、氮?dú)饧昂鉃檩o助性氣體。加入的氦有兩個(gè)作用：一個(gè)是可以加速010能級(jí)熱弛預(yù)過(guò)程，因此有利于激光能級(jí)100及020的抽空；另一個(gè)是實(shí)現(xiàn)有效的傳熱。氮?dú)獾募尤胫饕贑O2激光器中起能量傳遞作用，為CO2激光上能級(jí)粒子數(shù)的積累與大功率高效率的激光輸出起到強(qiáng)有力的作用。

泵浦采用連續(xù)直流電源激發(fā)。它的直流電源原理：直流電壓為把接入的交流電壓，用變壓器提升，經(jīng)高壓整流及高壓濾波獲得高壓電加在激光管上[7]。

圖2 CO2分子激光躍遷能級(jí)圖

CO2激光器是一種效率較高的激光器，不易造成工作介質(zhì)損害，發(fā)射出10.6μm波長(zhǎng)的不可見(jiàn)激光，是一種比較理想的激光器。按氣體的 7 工作形式可分為封閉式及循環(huán)式，按激勵(lì)方式分電激勵(lì)，化學(xué)激勵(lì)，熱激勵(lì)，光激勵(lì)與核激勵(lì)等。在醫(yī)療中使用的CO2激光器幾乎百分之百是電激勵(lì)[8]。

CO2激光器的基本工作原理：與其它分子激光器一樣，CO2激光器工作原理其受激發(fā)射過(guò)程也較復(fù)雜。分子有三種不同的運(yùn)動(dòng)，即分子里電子的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)決定了分子的電子能態(tài)；二是分子里的原子振動(dòng)，即分子里原子圍繞其平衡位置不停地作周期性振動(dòng)——并決定于分子的振動(dòng)能態(tài)；三是分子轉(zhuǎn)動(dòng)，即分子為一整體在空間連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，分子的這種運(yùn)動(dòng)決定了分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能態(tài)。分子運(yùn)動(dòng)極其復(fù)雜，因此能級(jí)也很復(fù)雜。

CO2激光器產(chǎn)生激光：在放電管中，通常輸入幾十mA或幾百mA的直流電流。放電時(shí)，放電管中的混合氣體內(nèi)的氮分子由于受到電子的撞擊而被激發(fā)起來(lái)。這時(shí)受到激發(fā)的氮分子便和CO2分子發(fā)生碰撞，N2分子把自己的能量傳遞給CO2分子，CO2分子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)上形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生激光[9]。

3.3 CO2激光器的優(yōu)缺點(diǎn)

與其它激光器相比，CO2激光器有著以下優(yōu)缺點(diǎn)，如下：

優(yōu)點(diǎn)：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，不易得到高的激發(fā)粒子濃度，因此，CO2氣體激光器輸出的能量密度一般比固體激光器小。缺點(diǎn)：CO2激光器的轉(zhuǎn)換效率是很高的，但最高也不會(huì)超過(guò)40％，這就是說(shuō)，將有60％以上的能量轉(zhuǎn)換為氣體的熱能，使溫度升高。而氣體溫度的升高，將引起激光上能級(jí)的消激發(fā)和激光下能級(jí)的熱激發(fā)，這都會(huì)使粒子的反轉(zhuǎn)數(shù)減少。并且，氣體溫度的升高，將使譜線展寬，導(dǎo)致增益系數(shù)下降。特別是，氣體溫度的升高，還將引起CO2分子的分解，降低放電管內(nèi)的CO2分子濃度。這些因素都會(huì)使激光器的輸出功率下降，甚至產(chǎn)生“溫度猝滅”[10]。CO2激光器的應(yīng)用

4.1 軍事上的應(yīng)用

激光技術(shù)在軍事上應(yīng)用中，在這近幾年里，CO2激光器在這方面得到了穩(wěn)步的發(fā)展。

激光武器作為一種新概念武器,與傳統(tǒng)常規(guī)武器相比,以其速度快,方向性好,能量密度高,作戰(zhàn)耗費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn),成為新世紀(jì)武器中的新寵.高能激光武器在軍事應(yīng)用的方面扮演著越來(lái)越重要的角色,代表著未來(lái)武器的發(fā)展方向,將徹底改變目前的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和作戰(zhàn)方式,使未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的形態(tài)發(fā)生了深刻變革.高能氣動(dòng)CO2激光器輸出功率大,曾被各國(guó)設(shè)計(jì)用于研制高能激光武器

[11]。

激光導(dǎo)彈防御或稱(chēng)激光反導(dǎo)的基本特征是：用由光速的高能激光去摧毀聲速運(yùn)行的導(dǎo)彈或其它飛行固體。我們可以說(shuō)這方面是CO2激光器的天下，因?yàn)樗幸恍┩怀龅膬?yōu)點(diǎn)。目前在陸軍中采用的陸基小型激光反導(dǎo)系統(tǒng)、空軍采用的機(jī)載激光反未來(lái)的CO2激光武器主要的特點(diǎn)是超高功率和高便攜性。高能激光器是未來(lái)戰(zhàn)斗系統(tǒng)的重要組成部分，將在反監(jiān)視、主動(dòng)保護(hù)、防空和清除暴露地雷等方面做出貢獻(xiàn)。高便攜性將使單兵作戰(zhàn)的能力大極大的提高，充分發(fā)揮每一個(gè)兵的作用，當(dāng)然目前這個(gè)想法還是僅僅處于理論階段。目前各國(guó)的激光武器 都朝著這個(gè)方向努力，當(dāng)然這個(gè)實(shí)導(dǎo)系統(tǒng)和海軍采用的艦載激光反導(dǎo)系統(tǒng)中都是使用高能CO2激光器[12]。未來(lái)的CO2激光武器將向著高功能、便攜式、殺傷力強(qiáng)發(fā)展。如圖3所示：

圖3 CO2激光器軍事上的應(yīng)用

4.2 醫(yī)療上的應(yīng)用

近20年來(lái)激光技術(shù)在醫(yī)療有著飛速的進(jìn)步，許多疾病和先天性的疾病都可以被成功地根治。

CO2激光手術(shù)采用的是自由光束CO2激光器，通常都是采用光束與皮膚組織非接觸的方式，比常規(guī)手術(shù)提供了更多便利的條件，包括減少機(jī)械損傷，增加周?chē)M織被保護(hù)等，并且更易保持無(wú)菌手術(shù)，與其他激光手術(shù)相比，CO2激光手術(shù)刀具有切割能力強(qiáng)，組織吸收系數(shù)大，組織穿透濃度較小（約0.23mm），手術(shù)時(shí)不易傷及動(dòng)脈血管等，使得連續(xù)CO2激光被大量用于外科手術(shù)臨床治療。

但是連續(xù)CO2在臨床上對(duì)組織的損傷屬非選擇性的，手術(shù)治療后常常伴隨著皮膚疤痕等副作用。對(duì)病灶進(jìn)行的切割或氣化時(shí)也有不同程度地?fù)p傷正常組織，因而不能適用于有較高要求的手術(shù)治療，這種情況嚴(yán)重地限制了CO2激光在醫(yī)療中的進(jìn)一步應(yīng)用。

1983年，Aderson和Parrish提出了“選擇性光熱作用”原理，以進(jìn)行激光的無(wú)損傷治療。這一原理的要點(diǎn)是：當(dāng)激光通過(guò)正常組織到達(dá)病變靶組織時(shí)，應(yīng)使靶組織對(duì)激光的吸收系數(shù)大于正常組織，其反差愈大愈好，以便在激光破壞靶組織時(shí)，不傷及正常組織；靶組織的熱弛豫時(shí)應(yīng)大于激光的脈沖寬度或作用時(shí)間，使靶組織在激光加熱過(guò)程中，來(lái)不及將熱量向周?chē)＝M織擴(kuò)散，以保護(hù)周?chē)＝M織。

基于“選擇性光熱作用”原理，90年代后出現(xiàn)了以超脈沖CO2激光治療機(jī)為代表的高能量脈沖醫(yī)療設(shè)備，并得到成功的應(yīng)用，使得要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域得到突破性進(jìn)展，特別是激光美容方面獨(dú)占鰲頭。發(fā)展前景十分廣闊。

超脈沖CO2激光器采用先進(jìn)的脈沖技術(shù)和PWM電源控制技術(shù)，不僅能在極短時(shí)間內(nèi)提高了激光輸出的峰值功率，向靶組織提供足夠的能量，而且可以通過(guò)PWM信號(hào)精確控制每個(gè)脈沖的寬度和脈沖重復(fù)頻率。通過(guò)計(jì)算靶組織的熱弛豫時(shí)間，控制脈沖寬度可實(shí)現(xiàn)最佳手術(shù)效果。如毛細(xì)血管的熱弛豫時(shí)間約為10μs，要求脈寬小于10μs；皮膚組織的熱弛豫時(shí)間大致為1 ms，要求做皮膚磨削除皺的激光儀的脈寬小于1 ms。現(xiàn)代激光儀與10余年前的激光儀的最大區(qū)別正是在于對(duì)脈寬的精確控制，這是現(xiàn)代激光治療安全性的根本保證。

超脈沖CO2激光治療機(jī)不但有連續(xù)CO2激光手術(shù)刀的共同特點(diǎn)，還具有本身的優(yōu)點(diǎn)，可輸出高能量高重復(fù)頻率的的脈沖激光，可滿(mǎn)足“激光選擇性光熱作用”的操作要求，可以迅速有效地去除病變靶組織，最 大限度地減少激光對(duì)正常組織的損傷，大大提高了醫(yī)學(xué)臨床的準(zhǔn)確性和安全性。臨床實(shí)踐證明，在進(jìn)行同一種手術(shù)時(shí)脈沖激光所使用的激光功率要比連續(xù)激光低得多，因而由激光手術(shù)引起的組織反應(yīng)較輕，對(duì)周?chē)M織的損傷小，也縮短時(shí)間，治療時(shí)產(chǎn)生煙霧少，視野清晰。

超脈沖CO2激光器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于耳鼻喉科（Otorhinolaryngology），婦科醫(yī)學(xué)（Gynecology），神經(jīng)外科（Neurosurgery），一般手術(shù)（General Surgery），美容學(xué)（Aesthetics）。微橋點(diǎn)陣治療（Bridge Therapy）技術(shù)推出者Lumenis醫(yī)療激光公司已經(jīng)研究并生產(chǎn)了各種CO2激光治療儀，像NovaPulse Series可用于耳鼻喉科和美容學(xué)，其他還有波蘭的CTL公司生產(chǎn)的MODEL CTL1401是一款手術(shù)儀，日本NANO LASER的GL－Ⅲ可用于口腔科的CO2激光治療儀，目前國(guó)內(nèi)已有5個(gè)國(guó)家級(jí)激光技術(shù)研究中心，十幾個(gè)產(chǎn)品研發(fā)機(jī)構(gòu)。醫(yī)療激光設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)主要集中在上海，武漢，長(zhǎng)春，北京，成都等城市或是周邊地區(qū)。例如擁有CO2激光治療技術(shù)的上海激光研究所，上海嘉定光電儀器有限公司，廣州市激光技術(shù)應(yīng)用研究所，（不列出全部，排名不分主次）。中國(guó)的激光醫(yī)療技術(shù)與西方相比水平并不低，且中國(guó)有13億人口，故激光醫(yī)療器械的潛在需求巨大，今后10年，我國(guó)激光醫(yī)療器械市場(chǎng)將迎來(lái)一個(gè)新的繁榮期，超脈沖CO2激光將在這一大浪中起舉足輕重的地位[13]。

4.3 工業(yè)上的應(yīng)用

(1)CO2激光器切割技術(shù)

激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減

少加工時(shí)間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。激光切割是應(yīng)用激光聚 焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與傳統(tǒng)的板材加工方法相比，激光切割其具有高的切割質(zhì)量、高的切割速度、高的柔性(可隨意切割任意形狀)、廣泛的材料適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。激光切割技術(shù)分為金屬切割是CO2激光切割的最大支柱領(lǐng)域，目前從經(jīng)濟(jì)上考慮，一般用大功率激光切割機(jī)按加工站形式提供代工，隨著國(guó)內(nèi)中功率CO2激光器的成熟，各個(gè)鈑金廠會(huì)自購(gòu)激光切割機(jī)，需求會(huì)大增。非金屬切割應(yīng)用于刀模板切割，木材和高密度木質(zhì)纖維板切割，塑膠切割[14]。

(2)CO2激光器的焊接技術(shù)

激光焊接是一種材料連接方法，主要是金屬材料之間連接的技術(shù)。它和傳統(tǒng)的焊接技術(shù)一樣，通過(guò)將連接區(qū)的部分材料熔化而將兩個(gè)零件或部件連接起來(lái)。因?yàn)榧す饽芰扛叨燃校訜帷⒗鋮s的過(guò)程及其迅速，一些普通焊接技術(shù)難以加工的如脆性大、硬度高或柔軟性強(qiáng)的材料，用激光很容易實(shí)現(xiàn)。另一方面，在激光焊接過(guò)程中無(wú)機(jī)械接觸，易保證焊接部位不因受力而發(fā)生變形，通過(guò)熔化最小數(shù)量的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)合金連接，從而大大提高焊接質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。激光焊的焊縫深度比大，而焊縫熱影響區(qū)極小，質(zhì)量好。例如：金屬薄板的焊接，中功率CO2激光器適合焊接1mm以下厚度的金屬薄板,如汽車(chē)部件，發(fā)電機(jī)、刮水機(jī)、啟動(dòng)機(jī)、舉窗機(jī)等經(jīng)常使用到的層疊狀的硅鋼片的固定,過(guò)去采用打孔銷(xiāo)釘固定，現(xiàn)在可以激光焊接。電池焊接，鋰電池的生產(chǎn)工序如極耳焊接、安全閥焊接、負(fù)極焊接、外殼密封焊接使用激光焊接為最佳工藝，需要配備的激光焊接機(jī)的品種和數(shù)量十分巨大。精密儀表零件的激光焊接需求也在增大，如不銹鋼壓力膜片的焊接、航空儀表外殼的焊接[15]。5 CO2激光器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景

5.1 CO2激光器的研究現(xiàn)狀

CO2激光器從誕生到現(xiàn)在的近50年時(shí)間里一直被人類(lèi)所關(guān)注，二氧化碳激光器是以CO2氣體作為工作物質(zhì)的氣體激光器。CO2激光器是一種比較重要的氣體激光器，目前對(duì)CO2激光器的研究方向主要朝一下幾個(gè)方面[16]：

第一，高效率的CO2激光器。

顯然，相對(duì)于固體激光器其效率是非常高的，但是總體而言，相 對(duì)于CO2激光器本身其效率還是相對(duì)較低的。1964年，通過(guò)使用N2，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到3%；1965年，通過(guò)使用CO2-N2-He混合氣體，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到6%。到目前為止，其最高效率也不會(huì)超過(guò)60%。在效率提高方面許多公司研究，已美國(guó)大通公司為例，研究的CO2激光器的效率已達(dá)到60%左右。國(guó)內(nèi)研究較好的公司大都具有軍方背景，目前效率已接近國(guó)外水平，代表公司為北京中科思遠(yuǎn)光電科技。

第二，小體積多功能CO2激光器。

目前大部分的CO2激光器功能單一，只能夠從事某一項(xiàng)非常具體 的工作。我們知道大型醫(yī)院里使用的CO2祛斑激光器和CO2除毛激光器，他們的體積都非常的龐大，但是結(jié)構(gòu)基本相同。使用多功能CO2激光器的話(huà)，占用的體積小，而且售價(jià)相對(duì)也低了許多。在這個(gè)方面國(guó)內(nèi)的研究處于國(guó)際水平了，當(dāng)然研究機(jī)構(gòu)大都是具有醫(yī)院背景的。例如擁有完全的自主產(chǎn)權(quán)的吉林省科英激光技術(shù)有限責(zé)任公司，已研究出小體積多功能 CO2激光器（醫(yī)療美容）。

第三，高功率CO2激光器

高功率一直都是軍方的追求目標(biāo)，在這方面國(guó)內(nèi)的一些軍工企業(yè) 的研究水平還是相對(duì)落后。美國(guó)空軍最早開(kāi)始著手研究高功率CO2激光器。1975年，也就是CO2誕生的十一周年，美國(guó)空軍醫(yī)研制出功率達(dá)到30KW級(jí)別的CO2激光器。1988年，研究的CO2激光器的輸出功率已達(dá)到380KW。目前根據(jù)美國(guó)軍方公布的部分?jǐn)?shù)據(jù)，研制的CO2激光器輸出功率已達(dá)到千萬(wàn)瓦級(jí)別。

第四，工業(yè)技術(shù)的研究

CO2激光器在激光加工方面占主導(dǎo)地位，它廣泛的用于焊接，切割，熱處理和清洗等方面，輸出激光的質(zhì)量和功率都有很明確的要求。因此，工業(yè)中的CO2激光器要有高質(zhì)量的激光光束和穩(wěn)定的輸出功率。在這個(gè)方面我們一直跟在國(guó)外公司的后面，畢竟我們?cè)诠I(yè)方面的研究晚了近十年。在企業(yè)中，使用較多的CO2激光器為美國(guó)的大通公司所生產(chǎn)的。

激光應(yīng)用已經(jīng)遍及光學(xué)、醫(yī)學(xué)、原子能、天文、地理、海洋等領(lǐng)域，它標(biāo)志著新技術(shù)革命的發(fā)展。如果將激光發(fā)展的歷史與電子學(xué)及航空發(fā)展的歷史相比，你不得不意識(shí)到現(xiàn)在還是激光發(fā)展的早期階段，更令人激動(dòng)的美好前景將要來(lái)到。

5.2 CO2激光器的發(fā)展前景

未來(lái)的CO2激光器將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：(1)高功率橫流CO2激光器。

高功率橫流CO2激光器，用于激光加工和熱處理，激光器的整機(jī)呈一體化的箱體。箱體的上箱體中置有一體化的放電室、熱交換器、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、進(jìn)出口導(dǎo)流器以及光學(xué)諧振腔，箱體的下箱體中置有激光電源、充放氣系統(tǒng)、真空泵、鎮(zhèn)流電阻箱和控制盒。與已有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝調(diào)試和維修方便、激光器的工作效率高，整機(jī)的體積可以小型化的特點(diǎn)。它主要應(yīng)用于金剛石工具、汽車(chē)齒輪、汽車(chē)安全氣囊氣體發(fā)生器等焊接中的應(yīng)用，激光表面淬火與熔覆工藝及其在鋼鐵軋輥表面熔凝淬火、石油化工零件表面修復(fù)等方面的特殊應(yīng)用[17]。

(2)聲光調(diào)Q CO2激光器：為滿(mǎn)足激光測(cè)距、環(huán)境探測(cè)、空間通訊及

激光與物質(zhì)相互作用機(jī)理研究等領(lǐng)域應(yīng)用要求，研制了聲光調(diào)Q C02激 光器。針對(duì)影響聲光調(diào)Q CO2：激光器輸出的各種因素，利用調(diào)Q脈沖激光器速率方程對(duì)該激光器輸出的主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了理論分析和計(jì)算，提出了聲光調(diào)Q CO2：激光器優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，并進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。激光器脈沖重復(fù)頻率為lHz～50 kHz，在l kHz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)獲得的輸出激光脈沖寬度為180 ns，峰值功率為4062 W，與理論計(jì)算基本一致。結(jié)果證明：通過(guò)聲光晶體(AO)的優(yōu)選及諧振腔的合理設(shè)計(jì)。可實(shí)現(xiàn)小型CO2激光器的高重頻、窄脈寬，高峰值功率輸出，并可通過(guò)光柵選線的設(shè)計(jì)方式和TTL信號(hào)控制實(shí)現(xiàn)此類(lèi)激光器的波長(zhǎng)調(diào)諧和編碼輸出[18]。

(3)緊湊型長(zhǎng)壽命射頻激勵(lì)波導(dǎo)CO2激光器 :為了使CO2激光器在工業(yè)加工及軍事上有更廣泛的應(yīng)用,采用鋁合金拉制型材作為激光器殼體、盤(pán)裝電感代替?zhèn)鹘y(tǒng)線繞電感的結(jié)構(gòu)以及全金屬封接工藝等,研制出一種緊湊型長(zhǎng)壽命射頻激勵(lì)波導(dǎo)CO2激光器.可連續(xù)輸出或在不高于20kHz調(diào)制頻率下脈沖輸出,最大輸出功率30W,實(shí)測(cè)工作壽命超過(guò)1500h,存儲(chǔ)壽命超過(guò)1.5a.結(jié)果表明,這種激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、輸出功率穩(wěn)定、工作壽命長(zhǎng)、可連續(xù)及脈沖調(diào)制工作等特點(diǎn),除了能滿(mǎn)足各種材料的加工,也可在軍事上應(yīng)用[19]。(4)新型便攜式TEA CO2激光器：它是一種新型便攜式橫向激勵(lì)大氣壓CO2激光器。該激光器采用4節(jié)5號(hào)充電電池直流供電,在1 Hz重復(fù)頻率條件下,可連續(xù)工作1 h.激光器整機(jī)(包括電源及控制系統(tǒng))尺寸為200 nm×200 mm × 360 mm,質(zhì)量小于8 kg.激光器使用紫外電暈預(yù)電離方式,放電均勻、穩(wěn)定.自由振蕩情況下,激光脈沖輸出能量達(dá)到35 mJ,輸出脈沖寬度為70 ns[20]。

(5)高功率連續(xù)CO2激光器：針對(duì)直升飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片采用連續(xù)激光熔覆出現(xiàn)裂紋及葉片變形的問(wèn)題,在5 kW連續(xù)橫流CO2激光器上,采用新的電源控制方案,通過(guò)軟件及相關(guān)控制,實(shí)現(xiàn)了脈沖激光功率輸出.克服了采用高功率開(kāi)關(guān)電源帶來(lái)的成本和穩(wěn)定性問(wèn)題.且脈沖調(diào)制頻率可達(dá)到5 Hz,調(diào)制占空比可達(dá)到5%～100%.當(dāng)采用4 kW峰值功率,4 Hz脈沖重復(fù)頻率,占空比為20%時(shí),在發(fā)動(dòng)機(jī)葉片K403合會(huì)表面進(jìn)行合金粉末Stellite X-40的熔覆實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,熔覆后熱影響區(qū)比連續(xù)激光減少50%,硬度提高5%,界面結(jié)合性能與母材相當(dāng),無(wú)熔覆裂紋及葉片變形[21]。

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