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CO2激光器的特点及趋势分析

导读: 二氧化碳激光器是目前连续输出功率较高的一种激光,它发展较早,商业产品较为成熟,被广泛应用到材料加工、医疗使用、军事武器、环境量测等各个领域。

  二氧化碳激光器是目前连续输出功率较高的一种激光,它发展较早,商业产品较为成熟,被广泛应用到材料加工、医疗使用、军事武器、环境量测等各个领域。在激光的发展和应用方面,CO2激光器的制作和应用较早也较多,早在1970年代末期,就有从国外直接进口CO2激光器,从事工业加工和医疗等应用。从80年代末期开始,CO2激光器被广泛引进并应用在在材料加工领域。

  近年来CO2激光加工设备虽然渐趋普及,但激光毕竟是一种新的工具,激光加工技术亦不同于传统的加工方法,所以工业界在引进使用CO2激光器的过程中,曾经遇到各种各样的问题,给很多厂商造成不少困扰。本文针对CO2激光器在不同领域的应用状况及其演变作以分析,并提出在使用CO2激光器过程中,常面临的一些问题,按照CO2激光器功率大小分类,阐述其在各个产业上的应用状况及演变情况,列举CO2激光应用者会面对的主要问题并加以分析,最后对CO2激光应用的未来提出展望。

  CO2激光器是一种比较重要的气体激光器。这是因为它具有一些比较突出的优点:

  第一,它有比较大的功率和比较高的能量转换效率。一般的闭管CO2激光器可有几十瓦的连续输出功率,这远远超过了其他的气体激光器,横向流动式的电激励CO2激光器则可有几十万瓦的连续输出。此外横向大气压CO2激光器,从脉冲输出的能量和功率上也都达到了较高水平,可与固体激光器媲美。CO2激光器的能量转换效率可达30~40%,这也超过了一般的气体激光器。

  第二,它是利用CO2分子的振动-转动能级间的跃迁的,有比较丰富的谱线,在10微米附近有几十条谱线的激光输出。近年来发现的高气压CO2激光器,甚至可做到从9~10微米间连续可调谐的输出。

  第三,它的输出波段正好是大气窗口(即大气对这个波长的透明度较高)。

  除此之外,它也具有输出光束的光学质量高,相干性好,线宽窄,工作稳定等优点。因此它在国民经济和国防上都有许多应用,如应用于加工(焊接、切割、打孔等),通讯、雷达、化学分析,激光诱发化学反应,外科手术等方面。

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