第一篇：可調激光器小結

可調激光器小結

1。引言

在當今的光網絡市場，由那種對數據（速率/容量）永不知足的需求引起的信息爆炸，或者說是對通信的需求，要求光器件能提供更大的網絡靈活性和降低網絡成本。經過長期的發展，可調激光器現今已能滿足這些要求，同時開始為那些把它們推向市場的公司帶來可觀的利潤。結果使許多的組織致力于可調激光器的開發。

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

2。困難

雖然它們的前景是很樂觀，但在大規模應用之前還有很多的工作要做。最大的障礙是fullTelcordiaqualification,或者說Bellcorecompliance.雖然在做可靠性和壽命測試的同時，電信服務提供商將會采用具有可調激光器的通信系統。但是，在所有這些測試完成之前，他們是不會大規模采用的。已經有提供商宣稱他們2000年年底完成了這些測試。

3。主要技術

開發可調激光器的技術現在主要有以下四種，他們各有優勢并且用處各異：

DFBLaser---deployedinsparingapplication;

DBRLaser---alsodeployedinsparingapplication;

ExternalCavityDiodeLaser(ECDL)---usedintestandmeasurementequipment;

VCSEL---stillneedtobeadaptedinthefield

這些技術都不可能單獨占領整個市場，它們只能各自占領一部分。根據具體的網絡結構和要求，它們將找到各自的應用市場。

4。推動因素

推動可調激光器發展的因素主要是它在光網絡中的應用。如下；

instrumentation&systemtest

sparing

hotbackup

fixed-wavelengthlaserreplacement

reconfigurableOADM

OXC

fastpacketswitching

隨著新應用（動態OADM，OXC，波長路由）的成熟，可調激光器將在光網絡中起顯著的作用。在未來的幾年，可調激光器的市場將快速增長。到2003年，就整個DWDMlasersource而言，可調激光器預計將占到四分之一。

可調激光器小結

說得很好，但是據說ADC和NOTEL已經把他們的可調激光器部門關閉了，單個可調激光器在應用上功能單一，現在很多廠商把調制器、衰減器、還有輸出功率檢測都集成在一個器件上了。這才是未來的發展方向。

HAWK兄，但是市場的需求量暫時不會大到占四分之一的份額。除了價格因素、可靠性、技術水平外，光纖中的CHANNEL還沒完全使用也大大影響TLS的應用。

可調激光器

supplement:

Tunablelasersuseavarietyofstructuresandtuningmethods

ThermallytunedDFBs–singlechiporthreesectionDFBarrays

DBRs–DistributedBraggReflectorchips–currenttuned

SGDBRs–SampledGratingDBRs–currenttuned

VCSELs–VerticalCavitySurfaceEmittingLasers–MEMStuning

ECLs–ExternalCavityLasers–mechanicallytuned

第二篇：教學激光器使用說明

教學激光器使用說明

圖0

整機照片 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，旋轉current set旋鈕增大電流即可得到808nm激光輸出，測試注意在出光方向用金屬塊阻擋光光束，否則容易傷人。功率輸出已經設置了最高上限，因此不必擔心電流會加過允許值。

b．指示（準直光調試）

圖 3 圖3左側黃色變壓器為指示光源電源，設置輸出為3V，右側鏡架重為小型二極管激光器，發射紅光，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 光學元件圖 2．紅外光（1064nm）調試

a.泵源調試: 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。此時再如圖2將半導體二極管激光器固定在滑軌上，兩顆螺釘的位置已經給定，安裝時注意使得出射的二極管激光盡量沿導軌滑動方向直線射出，以便于后續調節?？蓪㈦娏鏖_至用白紙剛好可見的程度，可以看見打在白紙上的紅色光斑。

b.準直光調試: 先將準直光源如圖3中所示連接并裝到相應的鏡架上，鏡架上已經用黃色膠帶貼上了，因為高度出廠時已調過，千萬不要使用別的鏡架，然后打開電源，此時調節鏡架旋鈕使得出射光對準泵源出射口的中心（如圖5中小紅點所示區域中心），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，已經粘在滑塊上，若運輸途中脫落，需要重新使用硬膠進行粘接，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，調節經過聚焦的泵浦光與準直光共線

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

準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，查看側面標記

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，安裝到相應鏡架上（與前項似，鏡架上標有標簽），鏡架方向參考圖0，使得此鏡盡量貼近激光晶體，固定位置。并調節反射光點，使得其返回出射位置，與調節激光晶體時相同

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,并調節反射光點回到與前述激光晶體和泵光方端鏡反射點同樣的位置，盡量重疊，固定鏡架。

f.出光: 確認所有光學元件都調節固定完畢后，在輸出端鏡和準直光源之間擋上一小金屬塊保護準直光源。然后增加泵光輸出至2，用攝像頭或者拍照手機，數碼相機觀察金屬塊表面，此時，微調后端鏡兩旋鈕，可看到亮白色細小的圓形光點，此即為1064nm輸出光，然后可以反復優化兩個端鏡直至輸出最大，如果始終沒有出光，說明激光腔失諧較厲害，請重新校準。3．綠光調試

如果1064nm激光已經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）安裝在相應鏡架上，并如圖0方向安裝，同樣要求反射光點返回出射如今位置，如紅外光調節時一樣。Ktp晶體的方向如下圖所示，準直光應盡量靠近ktp的中心穿過。

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。然后調節方法如調節紅外光調試種的e項。c． 綠光出光: 固定好后，同樣用金屬塊，最好是鋁塊保護準直光，此時再加大泵光功率至2，調節后端鏡，（因為在調節1064nm時前端鏡已經優化過，最好不要再調節），此時可看到綠光，優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直光源，為其他激光實驗的光源。

注意事項

1.嚴禁使激光直接入射到準直光內，否則會造成準直激光損壞。

2.嚴禁長時間直視強綠光和紅外光，會損傷眼睛 3.光學表面（晶體表面和鏡面）應保持清潔。

第三篇：可調價格合同

可調價格合同。合同價款可根據雙方的約定而調整，雙方在專用條款內約定合同價款調整方法?？烧{價格合同的含義：雙方在專用條款內約定合同價款調整方法的合同。分類可調價格合同中合同價款的調整因素包括：

1）法律、行政法規和國家有關政策變化影響合同價款；2）工程造價管理部門公布的價格調整；3）一周內非承包人原因停水、停電、停氣造成停工累計超過8h；4）雙方約定其他因素。

簡介

可調總價合同（又稱為變動總價合同）。合同價格是以圖紙及規定、規范為基礎，按照時價（Current Price）進行計算，得到包括全部工程任務和內容的暫定合同價格。它是一種相對固定的價格，在合同執行過程中，由于通貨膨脹等原因而使所使用的工、料成本增加時，可以按照合同約定對合同總價進行相應的調整。當然，一般由于設計變更、工程量變化和其他工程條件變化所引起的費用變化也可以進行調整。因此，通貨膨脹等不可預見因素的風險由業主承擔，對承包商而言，其風險相對較小，但對業主而言，不利于其進行投資控制，突破投資的風險就增大了。

可調單價合同。合同單價可調，一般是在工程招標文件中規定。在合同中簽訂的單價，根據合同約定的條款，如在工程實施過程中物價發生變化等，可作調整。有的工程在招標或簽約時，因某些不確定因素而在合同中暫定某些分部分項工程的單價，在工程結算時，再根據實際情況和合同約定合同單價進行調整，確定實際結算單價?？烧{價，是指合同總價或者單價，在合同實施期內根據合同約定的辦法調整，即在合同的實施過程中可以按照約定，隨資源價

格等因素的變化而調整的價格。

（一）可調總價

可調總價合同的總價一般也是以設計圖紙及規定、規范為基礎，在報價及簽約時，按招標文件的要求和當時的物價計算合同總價。但合同總價是一個相對固定的價格，在合同執行

過程中，由于通貨膨脹而使所用的工料成本增加，可對合同總價進行相應的調整?？烧{總價合同列出的有關調價的特定條款，往往是在合同專用條款中列明。調價工作必須按照這些特定的調價條款進行。這種合同與固定總價合同的不同之處在于，它對合同實施中出現的風險做了分攤，發包方承擔了通貨膨脹的風險，而承包方承擔合同實施中實物工程

量、成本和工期因素等的其他風險。

可調總價適用于工程內容和技術經濟指標規定很明確的項目，由于合同中列有調值條

款，所以工期在1年以上的工程項目較適于采用這種合同計價方式。

（二）可調單價

合同單價的可調，一般是在工程招標文件中規定。在合同中簽訂的單價，根據合同約定的條款，如在工程實施過程中物價發生變化等，可作調值。有的工程在招標或簽約時，因某些不確定因素而在合同中暫定某些分部分項工程的單價，在工程結算時，再根據實際情況和

合同約定對合同單價進行調整，確定實際結算單價。

第四篇：二氧化碳激光器小論文

目錄

摘要...............................................................................................................1 關鍵詞...........................................................................................................1 1引言............................................................................................................1 2激光............................................................................................................2 2.1激光產生的三個條件.............................................................................2 2.2激光的特點.............................................................................................2 2.3激光器.....................................................................................................3 3 CO2激光器的原理.....................................................................................5 3.1 CO2激光器的基本結構..........................................................................5 3.2 CO2 激光器基本工作原理....................................................................7 3.3 CO2激光器的優缺點..............................................................................8 4 CO2激光器的應用.....................................................................................9 4.1軍事上的應用.........................................................................................9 4.2醫療上的應用.......................................................................................10 4.3工業上的應用.......................................................................................12 5 CO2激光器的研究現狀與發展前景.......................................................14 5.1 CO2激光器的研究現狀........................................................................14 5.2 CO2激光器的發展前景........................................................................15 參考文獻.....................................................................錯誤！未定義書簽。

摘要：本文從引言出發介紹了CO2激光技術的基本情況，簡單介紹了激光和激光器的一些特點，重點介紹了氣體激光器中的CO2激光器的相關應用，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、高質量等優點。論文首先介紹了應用型CO2激光器的基本結構和工作原理，著重介紹了應用型CO2激光器在軍事、醫療和工業三個主要領域的應用，最后介紹應用型CO2激光器的研究前景和現狀。通過這些介紹使得人們能夠加深對CO2激光器的了解和認識。

關鍵詞: CO2激光器； 基本原理； 基本結構； 應用；

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，獲得了波長在10.4微米和9.4微米附近的連續激光輸出，世界上第一臺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換效率。它是利用CO2分子的振動-轉動能級間的躍遷的，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、軍事、醫療、科研等方面得到了廣泛的應用，給我們的實現生活帶了許多便利。

1966年氣動CO2激光器誕生了，從此CO2激光器受到了極大的關注。由于激光技術中氣動技術的引進，CO2激光器開辟了廣闊的運用前景。伴隨著科學技術的進步，世界各國的激光技術也得到了相應的發展，二氧化碳激光器是目前連續輸出功率較高的一種激光，它發展較早，商業產品較為成熟，被廣泛應用到材料加工、醫療使用、軍事武器、環境量測等各個領域。在激光的發展和應用方面，CO2激光器的制作和應用較早也較多，早在1970年代末期，就有從國外直接進口CO2激光器，從事工業加工和醫療等應用。從80年代末期開始，CO2激光器被廣泛引進并應用在在材料加工領域。

本文主要介紹的CO2激光器的基本原理和基本結構，并著重從三個方面介紹了CO2激光器的應用，最后介紹了CO2激光器的研究現狀和發展前景。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LASER的音譯，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞頭一個字母組成的縮寫詞。意思是“通過受激發射光擴大”。激光的英文全名已經完全表達了制造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學家錢學森建議將“光受激發射”改稱“激光[1]。2.1激光產生的三個條件

激光產生的三個條件如下：

(1)有提供放大作用的增益介質作為激光工作物質，其激活粒子（原子、分子或離子）有適合于產生受激輻射的能級結構；(2)有外界激勵源，將下能級的粒子抽運到上能級，使激光上下能級之間產生粒子數反轉；(3)有光學諧振腔，增長激活介質的工作長度，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

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

2.3 激光器

激光器是一種能發射激光的裝置。1954年制成了第一臺微波量子放大器，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用到光頻范圍，并指出了產生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一臺紅寶石激光器。1961年A.賈文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人創制了砷化鎵半導體激光器。以后，激光器的種類就越來越多。除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，產生激光的必不可少的條件是粒子數反轉和增益大過損耗，所以裝置中必不 可少的組成部分有激勵（或抽運）源、具有亞穩態能級的工作介質兩個部分。激勵是工作介質吸收外來能量后激發到激發態，為實現并維持粒子數反轉創造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質具有亞穩能級是使受激輻射占主導地位，從而實現光放大。激光器中常見的組成部分還有諧振腔，但諧振腔（見光學諧振腔）并非必不可少的組成部分，諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和運行方向，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的長度，還能通過改變諧振腔長度來調節所產生激光的模式（即選模），所以一般激光器都具有諧振腔[4]。激光器的種類是很多的。下面，將分別從激光工作物質、激勵方式、運轉方式等幾個方面進行分類介紹[5]。

(1)按工作物質分類

根據工作物質物態的不同可把所有的激光器分為以下幾大類：①固體（晶體和玻璃）激光器；②氣體激光器，而進一步區分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器、準分子氣體激光器等；③液體激光器，這類激光器所采用的工作物質主要包括兩類，一類是有機熒光染料溶液，另一類是含有稀土金屬離子的無機化合物溶液；④半導體激光器；⑤自由電子激光器。

(2)按激勵方式分類

①光泵式激光器；②電激勵式激光器；③化學激光器；④核泵浦激光器。

(3)按運轉方式分類

由于激光器所采用的工作物質、激勵方式以及應用目的的不同，其運轉方式和工作狀態亦相應有所不同，從而可區分為以下幾種主要的類型。①連續激光器；②單次脈沖激光器；③重復脈沖激光器；④調激 光器；⑤鎖模激光器；⑥單模和穩頻激光器；⑦可調諧激光器。CO2激光器的原理

3.1 CO2激光器的基本結構

圖1 CO2激光器基本結構

如圖1所示是為一種典型的CO2激光器結構示意圖。構成CO2激光器諧振腔的兩個反射鏡放置在可供調節的腔片架上，最簡單的方法是將反射鏡直接貼在放電管的兩端。基本結構： ① 激光管

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

放電管通常由硬質玻璃制成，一般采用層套筒式結構。它能夠影響激光的輸出以及激光輸出的功率，放電管長度與輸出功率成正比。在一定的長度范圍內，每米放電管長度輸出的功率隨總長度而增加。一般而言，放電管的粗細對對輸出功率沒有影響。

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

儲氣管與放電管的兩端相連接，即儲氣管的一端有一小孔與放電管相通，另一端經過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流動，放電管中的氣體隨時交換。

② 光學諧振腔

光學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。光學諧振腔通常有三個作用：控制光束的傳播方向，提高單色性；選定模式；增長激活介質的工作長度。

最簡單常用的激光器的光學諧振腔是由相向放置的兩平面鏡（或球面鏡）構成。CO2激光器的諧振腔常用平凹腔，反射鏡采用由K8光學玻璃或光學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，使得波長為10.6μm的光反射率達98.8％，且化學性質穩定。我們知道二氧化碳發出的光為紅外光，因此反射鏡需要應用透紅外光的材料。因為普通光學玻璃對紅外光不透，就要求在全反射鏡的中心開一小孔，再密封上一塊能透過10.6μm激光的紅外材料，以封閉氣體，這樣就使諧振腔內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中上下能級間的粒子數翻轉。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激光器的產生激光的分子能級圖。從圖2中可以分析得到CO2激光的激發過程，主要的工作物質由CO2，氮氣，氦氣三種氣體組成。其中CO2是產生激光輻射的氣體、氮氣及氦氣為輔助性氣體。加入的氦有兩個作用：一個是可以加速010能級熱弛預過程，因此有利于激光能級100及020的抽空；另一個是實現有效的傳熱。氮氣的加入主要在CO2激光器中起能量傳遞作用，為CO2激光上能級粒子數的積累與大功率高效率的激光輸出起到強有力的作用。

泵浦采用連續直流電源激發。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分子激光躍遷能級圖

CO2激光器是一種效率較高的激光器，不易造成工作介質損害，發射出10.6μm波長的不可見激光，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式，按激勵方式分電激勵，化學激勵，熱激勵，光激勵與核激勵等。在醫療中使用的CO2激光器幾乎百分之百是電激勵[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射過程也較復雜。分子有三種不同的運動，即分子里電子的運動，其運動決定了分子的電子能態；二是分子里的原子振動，即分子里原子圍繞其平衡位置不停地作周期性振動——并決定于分子的振動能態；三是分子轉動，即分子為一整體在空間連續地旋轉，分子的這種運動決定了分子的轉動能態。分子運動極其復雜，因此能級也很復雜。

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

3.3 CO2激光器的優缺點

與其它激光器相比，CO2激光器有著以下優缺點，如下：

優點：具有較好的方向性、單色性和較好的頻率穩定性。而氣體的密度小，不易得到高的激發粒子濃度，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：CO2激光器的轉換效率是很高的，但最高也不會超過40％，這就是說，將有60％以上的能量轉換為氣體的熱能，使溫度升高。而氣體溫度的升高，將引起激光上能級的消激發和激光下能級的熱激發，這都會使粒子的反轉數減少。并且，氣體溫度的升高，將使譜線展寬，導致增益系數下降。特別是，氣體溫度的升高，還將引起CO2分子的分解，降低放電管內的CO2分子濃度。這些因素都會使激光器的輸出功率下降，甚至產生“溫度猝滅”[10]。CO2激光器的應用

4.1 軍事上的應用

激光技術在軍事上應用中，在這近幾年里，CO2激光器在這方面得到了穩步的發展。

激光武器作為一種新概念武器,與傳統常規武器相比,以其速度快,方向性好,能量密度高,作戰耗費比高等優點,成為新世紀武器中的新寵.高能激光武器在軍事應用的方面扮演著越來越重要的角色,代表著未來武器的發展方向,將徹底改變目前的戰場環境和作戰方式,使未來戰爭的形態發生了深刻變革.高能氣動CO2激光器輸出功率大,曾被各國設計用于研制高能激光武器

[11]。

激光導彈防御或稱激光反導的基本特征是：用由光速的高能激光去摧毀聲速運行的導彈或其它飛行固體。我們可以說這方面是CO2激光器的天下，因為它有一些突出的優點。目前在陸軍中采用的陸基小型激光反導系統、空軍采用的機載激光反未來的CO2激光武器主要的特點是超高功率和高便攜性。高能激光器是未來戰斗系統的重要組成部分，將在反監視、主動保護、防空和清除暴露地雷等方面做出貢獻。高便攜性將使單兵作戰的能力大極大的提高，充分發揮每一個兵的作用，當然目前這個想法還是僅僅處于理論階段。目前各國的激光武器 都朝著這個方向努力，當然這個實導系統和海軍采用的艦載激光反導系統中都是使用高能CO2激光器[12]。未來的CO2激光武器將向著高功能、便攜式、殺傷力強發展。如圖3所示：

圖3 CO2激光器軍事上的應用

4.2 醫療上的應用

近20年來激光技術在醫療有著飛速的進步，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，比常規手術提供了更多便利的條件，包括減少機械損傷，增加周圍組織被保護等，并且更易保持無菌手術，與其他激光手術相比，CO2激光手術刀具有切割能力強，組織吸收系數大，組織穿透濃度較?。s0.23mm），手術時不易傷及動脈血管等，使得連續CO2激光被大量用于外科手術臨床治療。

但是連續CO2在臨床上對組織的損傷屬非選擇性的，手術治療后常常伴隨著皮膚疤痕等副作用。對病灶進行的切割或氣化時也有不同程度地損傷正常組織，因而不能適用于有較高要求的手術治療，這種情況嚴重地限制了CO2激光在醫療中的進一步應用。

1983年，Aderson和Parrish提出了“選擇性光熱作用”原理，以進行激光的無損傷治療。這一原理的要點是：當激光通過正常組織到達病變靶組織時，應使靶組織對激光的吸收系數大于正常組織，其反差愈大愈好，以便在激光破壞靶組織時，不傷及正常組織；靶組織的熱弛豫時應大于激光的脈沖寬度或作用時間，使靶組織在激光加熱過程中，來不及將熱量向周圍正常組織擴散，以保護周圍正常組織。

基于“選擇性光熱作用”原理，90年代后出現了以超脈沖CO2激光治療機為代表的高能量脈沖醫療設備，并得到成功的應用，使得要求較高的應用領域得到突破性進展，特別是激光美容方面獨占鰲頭。發展前景十分廣闊。

超脈沖CO2激光器采用先進的脈沖技術和PWM電源控制技術，不僅能在極短時間內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PWM信號精確控制每個脈沖的寬度和脈沖重復頻率。通過計算靶組織的熱弛豫時間，控制脈沖寬度可實現最佳手術效果。如毛細血管的熱弛豫時間約為10μs，要求脈寬小于10μs；皮膚組織的熱弛豫時間大致為1 ms，要求做皮膚磨削除皺的激光儀的脈寬小于1 ms。現代激光儀與10余年前的激光儀的最大區別正是在于對脈寬的精確控制，這是現代激光治療安全性的根本保證。

超脈沖CO2激光治療機不但有連續CO2激光手術刀的共同特點，還具有本身的優點，可輸出高能量高重復頻率的的脈沖激光，可滿足“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正常組織的損傷，大大提高了醫學臨床的準確性和安全性。臨床實踐證明，在進行同一種手術時脈沖激光所使用的激光功率要比連續激光低得多，因而由激光手術引起的組織反應較輕，對周圍組織的損傷小，也縮短時間，治療時產生煙霧少，視野清晰。

超脈沖CO2激光器已經廣泛應用于耳鼻喉科（Otorhinolaryngology），婦科醫學（Gynecology），神經外科（Neurosurgery），一般手術（General Surgery），美容學（Aesthetics）。微橋點陣治療（Bridge Therapy）技術推出者Lumenis醫療激光公司已經研究并生產了各種CO2激光治療儀，像NovaPulse Series可用于耳鼻喉科和美容學，其他還有波蘭的CTL公司生產的MODEL CTL1401是一款手術儀，日本NANO LASER的GL－Ⅲ可用于口腔科的CO2激光治療儀，目前國內已有5個國家級激光技術研究中心，十幾個產品研發機構。醫療激光設備生產企業主要集中在上海，武漢，長春，北京，成都等城市或是周邊地區。例如擁有CO2激光治療技術的上海激光研究所，上海嘉定光電儀器有限公司，廣州市激光技術應用研究所，（不列出全部，排名不分主次）。中國的激光醫療技術與西方相比水平并不低，且中國有13億人口，故激光醫療器械的潛在需求巨大，今后10年，我國激光醫療器械市場將迎來一個新的繁榮期，超脈沖CO2激光將在這一大浪中起舉足輕重的地位[13]。

4.3 工業上的應用

(1)CO2激光器切割技術

激光切割技術廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減

少加工時間，降低加工成本，提高工件質量。激光切割是應用激光聚 焦后產生的高功率密度能量來實現的。與傳統的板材加工方法相比，激光切割其具有高的切割質量、高的切割速度、高的柔性(可隨意切割任意形狀)、廣泛的材料適應性等優點。激光切割技術分為金屬切割是CO2激光切割的最大支柱領域，目前從經濟上考慮，一般用大功率激光切割機按加工站形式提供代工，隨著國內中功率CO2激光器的成熟，各個鈑金廠會自購激光切割機，需求會大增。非金屬切割應用于刀模板切割，木材和高密度木質纖維板切割，塑膠切割[14]。

(2)CO2激光器的焊接技術

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。它和傳統的焊接技術一樣，通過將連接區的部分材料熔化而將兩個零件或部件連接起來。因為激光能量高度集中，加熱、冷卻的過程及其迅速，一些普通焊接技術難以加工的如脆性大、硬度高或柔軟性強的材料，用激光很容易實現。另一方面，在激光焊接過程中無機械接觸，易保證焊接部位不因受力而發生變形，通過熔化最小數量的物質實現合金連接，從而大大提高焊接質量，提高生產率。激光焊的焊縫深度比大，而焊縫熱影響區極小，質量好。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,如汽車部件，發電機、刮水機、啟動機、舉窗機等經常使用到的層疊狀的硅鋼片的固定,過去采用打孔銷釘固定，現在可以激光焊接。電池焊接，鋰電池的生產工序如極耳焊接、安全閥焊接、負極焊接、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的品種和數量十分巨大。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激光器的研究現狀與發展前景

5.1 CO2激光器的研究現狀

CO2激光器從誕生到現在的近50年時間里一直被人類所關注，二氧化碳激光器是以CO2氣體作為工作物質的氣體激光器。CO2激光器是一種比較重要的氣體激光器，目前對CO2激光器的研究方向主要朝一下幾個方面[16]：

第一，高效率的CO2激光器。

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

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，只能夠從事某一項非常具體 的工作。我們知道大型醫院里使用的CO2祛斑激光器和CO2除毛激光器，他們的體積都非常的龐大，但是結構基本相同。使用多功能CO2激光器的話，占用的體積小，而且售價相對也低了許多。在這個方面國內的研究處于國際水平了，當然研究機構大都是具有醫院背景的。例如擁有完全的自主產權的吉林省科英激光技術有限責任公司，已研究出小體積多功能 CO2激光器（醫療美容）。

第三，高功率CO2激光器

高功率一直都是軍方的追求目標，在這方面國內的一些軍工企業 的研究水平還是相對落后。美國空軍最早開始著手研究高功率CO2激光器。1975年，也就是CO2誕生的十一周年，美國空軍醫研制出功率達到30KW級別的CO2激光器。1988年，研究的CO2激光器的輸出功率已達到380KW。目前根據美國軍方公布的部分數據，研制的CO2激光器輸出功率已達到千萬瓦級別。

第四，工業技術的研究

CO2激光器在激光加工方面占主導地位，它廣泛的用于焊接，切割，熱處理和清洗等方面，輸出激光的質量和功率都有很明確的要求。因此，工業中的CO2激光器要有高質量的激光光束和穩定的輸出功率。在這個方面我們一直跟在國外公司的后面，畢竟我們在工業方面的研究晚了近十年。在企業中，使用較多的CO2激光器為美國的大通公司所生產的。

激光應用已經遍及光學、醫學、原子能、天文、地理、海洋等領域，它標志著新技術革命的發展。如果將激光發展的歷史與電子學及航空發展的歷史相比，你不得不意識到現在還是激光發展的早期階段，更令人激動的美好前景將要來到。

5.2 CO2激光器的發展前景

未來的CO2激光器將朝著以下幾個方向發展：(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、風機系統、進出口導流器以及光學諧振腔，箱體的下箱體中置有激光電源、充放氣系統、真空泵、鎮流電阻箱和控制盒。與已有技術相比具有結構緊湊、安裝調試和維修方便、激光器的工作效率高，整機的體積可以小型化的特點。它主要應用于金剛石工具、汽車齒輪、汽車安全氣囊氣體發生器等焊接中的應用，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等方面的特殊應用[17]。

(2)聲光調Q CO2激光器：為滿足激光測距、環境探測、空間通訊及

激光與物質相互作用機理研究等領域應用要求，研制了聲光調Q C02激 光器。針對影響聲光調Q CO2：激光器輸出的各種因素，利用調Q脈沖激光器速率方程對該激光器輸出的主要技術參數進行了理論分析和計算，提出了聲光調Q CO2：激光器優化設計的方法，并進行了驗證實驗。激光器脈沖重復頻率為lHz～50 kHz，在l kHz運轉時獲得的輸出激光脈沖寬度為180 ns，峰值功率為4062 W，與理論計算基本一致。結果證明：通過聲光晶體(AO)的優選及諧振腔的合理設計?？蓪崿F小型CO2激光器的高重頻、窄脈寬，高峰值功率輸出，并可通過光柵選線的設計方式和TTL信號控制實現此類激光器的波長調諧和編碼輸出[18]。

(3)緊湊型長壽命射頻激勵波導CO2激光器 :為了使CO2激光器在工業加工及軍事上有更廣泛的應用,采用鋁合金拉制型材作為激光器殼體、盤裝電感代替傳統線繞電感的結構以及全金屬封接工藝等,研制出一種緊湊型長壽命射頻激勵波導CO2激光器.可連續輸出或在不高于20kHz調制頻率下脈沖輸出,最大輸出功率30W,實測工作壽命超過1500h,存儲壽命超過1.5a.結果表明,這種激光器具有結構緊湊、輸出功率穩定、工作壽命長、可連續及脈沖調制工作等特點,除了能滿足各種材料的加工,也可在軍事上應用[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大氣壓CO2激光器。該激光器采用4節5號充電電池直流供電,在1 Hz重復頻率條件下,可連續工作1 h.激光器整機(包括電源及控制系統)尺寸為200 nm×200 mm × 360 mm,質量小于8 kg.激光器使用紫外電暈預電離方式,放電均勻、穩定.自由振蕩情況下,激光脈沖輸出能量達到35 mJ,輸出脈沖寬度為70 ns[20]。

(5)高功率連續CO2激光器：針對直升飛機發動機渦輪葉片采用連續激光熔覆出現裂紋及葉片變形的問題,在5 kW連續橫流CO2激光器上,采用新的電源控制方案,通過軟件及相關控制,實現了脈沖激光功率輸出.克服了采用高功率開關電源帶來的成本和穩定性問題.且脈沖調制頻率可達到5 Hz,調制占空比可達到5%～100%.當采用4 kW峰值功率,4 Hz脈沖重復頻率,占空比為20%時,在發動機葉片K403合會表面進行合金粉末Stellite X-40的熔覆實驗.結果表明,熔覆后熱影響區比連續激光減少50%,硬度提高5%,界面結合性能與母材相當,無熔覆裂紋及葉片變形[21]。

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第五篇：教學科研用激光器

教學科研用激光器

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在使用時，不是功率越大越好，要看工作環境需要?、俅蠊β柿炼雀?，可在強光下工作，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 在基礎物理光學實驗，激光測量，指示等方面得到良好的應用。尤其，教學專用激光光源可以為教學及實驗演示激光系統提供高品質激光器。主要產品：有532nm.635nm.650nm670nm波長的激光光源，其中，教學專用激光光源可以為教學及實驗演示激光系統提供高零貳玖陸捌伍捌一柒零倚品質激光器。為教學和科研方面帶來了很大的便捷，也提高了教學以及科研的速率與成效。具體參數可按客戶的需求定制。

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