CO2激光器的發(fā)展趨勢

未來的CO2激光器將朝著以下幾個方向發(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)機系統(tǒng)、進出口導(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，整機的體積可以小型化的特點。它主要應(yīng)用于金剛石工具、汽車齒輪、汽車安全氣囊氣體發(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。

 

　　(2)聲光調(diào)QCO2激光器：為滿足激光測距、環(huán)境探測、空間通訊及激光與物質(zhì)相互作用機理研究等領(lǐng)域應(yīng)用要求，研制了聲光調(diào)QC02激光器。針對影響聲光調(diào)QCO2：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該激光器輸出的主要技術(shù)參數(shù)進行了理論分析和計算，提出了聲光調(diào)QCO2：激光器優(yōu)化設(shè)計的方法，并進行了驗證實驗。

　　激光器脈沖重復(fù)頻率為lHz～50kHz，在lkHz運轉(zhuǎn)時獲得的輸出激光脈沖寬度為180ns，峰值功率為4062W，與理論計算基本一致。結(jié)果證明：通過聲光晶體(AO)的優(yōu)選及諧振腔的合理設(shè)計。可實現(xiàn)小型CO2激光器的高重頻、窄脈寬，高峰值功率輸出，并可通過光柵選線的設(shè)計方式和TTL信號控制實現(xiàn)此類激光器的波長調(diào)諧和編碼輸出。

 

　　(3)緊湊型長壽命射頻激勵波導(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壽命射頻激勵波導(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,實測工作壽命超過1500h,存儲壽命超過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、可連續(xù)及脈沖調(diào)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(yīng)用。

 

　　(4)新型便攜式TEACO2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(jié)5號充電電池直流供電,在1Hz重復(fù)頻率條件下,可連續(xù)工作1h.激光器整機(包括電源及控制系統(tǒng))尺寸為200nm×200mm×360mm,質(zhì)量小于8kg.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到35mJ,輸出脈沖寬度為70ns。

 

　　(5)高功率連續(xù)CO2激光器：針對直升飛機發(fā)動機渦輪葉片采用連續(xù)激光熔覆出現(xiàn)裂紋及葉片變形的問題,在5kW連續(xù)橫流CO2激光器上,采用新的電源控制方案,通過軟件及相關(guān)控制,實現(xiàn)了脈沖激光功率輸出.克服了采用高功率開關(guān)電源帶來的成本和穩(wěn)定性問題.且脈沖調(diào)制頻率可達到5Hz,調(diào)制占空比可達到5%～100%.當(dāng)采用4kW峰值功率,4Hz脈沖重復(fù)頻率,占空比為20%時,在發(fā)動機葉片K403合會表面進行合金粉末StelliteX-40的熔覆實驗.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),無熔覆裂紋及葉片變形。

 

文章來源：欣天激光