光纤激光器咄咄逼人 CO2激光器该如何应对？

2012-12-05 01:07

　　激光器脉冲重复频率为lHz～50kHz，在lkHz运转时获得的输出激光脉冲宽度为180ns，峰值功率为4062W，与理论计算基本一致。结果证明：通过声光晶体(AO)的优选及谐振腔的合理设计。可实现小型CO2激光器的高重频、窄脉宽，高峰值功率输出，并可通过光栅选线的设计方式和TTL信号控制实现此类激光器的波长调谐和编码输出。

　　(3) 紧凑型长寿命射频激励波导CO2激光器

　　为了使CO2激光器在工业加工及军事上有更广泛的应用，采用铝合金拉制型材作为激光器壳体、盘装电感代替传统线绕电感的结构以及全金属封接工艺等，研制出一种紧凑型长寿命射频激励波导CO2激光器。可连续输出或在不高于20kHz调制频率下脉冲输出，最大输出功率30W，实测工作寿命超过1500h，存储寿命超过1.5a。结果表明，这种激光器具有结构紧凑、输出功率稳定、工作寿命长、可连续及脉冲调制工作等特点，除了能满足各种材料的加工，也可在军事上应用。

　　(4) 新型便携式TEACO2激光器

　　它是一种新型便携式横向激励大气压CO2激光器。该激光器采用4节5号充电电池直流供电，在1Hz重复频率条件下，可连续工作1h.激光器整机(包括电源及控制系统)尺寸为200nm×200mm×360mm，质量小于8kg。激光器使用紫外电晕预电离方式，放电均匀、稳定。自由振荡情况下，激光脉冲输出能量达到35mJ，输出脉冲宽度为70ns。

　　(5) 高功率连续CO2激光器

　　针对直升飞机发动机涡轮叶片采用连续激光熔覆出现裂纹及叶片变形的问题，在5kW连续横流CO2激光器上，采用新的电源控制方案，通过软件及相关控制，实现了脉冲激光功率输出。克服了采用高功率开关电源带来的成本和稳定性问题。且脉冲调制频率可达到5Hz，调制占空比可达到5%～100%。当采用4kW峰值功率，4Hz脉冲重复频率，占空比为20%时，在发动机叶片K403合会表面进行合金粉末StelliteX-40的熔覆实验。结果表明，熔覆后热影响区比连续激光减少50%，硬度提高5%，界面结合性能与母材相当，无熔覆裂纹及叶片变形。

　　四、光纤激光切割与CO2激光切割不同处分析

　　首先，作为主流的传统的激光切割、焊接设备都采用CO2激光器，可以稳定切割20mm以内的碳钢，10mm以内的不锈钢，8mm以下的铝合金。光纤激光器在切割4mm以内的薄板时优势明显，受固体激光波长的影响它在切割厚板时质量较差。激光切割机也不是万能的，CO2激光器的波长为10.6um，固体激光器如YAG或光纤激光器的波长为1.06um，前者比较容易被非金属吸收，可以高质量地切割木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料，后者却不易被非金属吸收，故不能切割非金属材料，但两种激光在碰到铜、银、纯铝等高反射材质时都无可奈何。