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激光院系

激光器的輸出特性及其對激光加工的影響

星之球科技 來源:天琪激光2011-09-22 我要評論(0 )   

激光器的輸出特性包括激光波長、輸出能量功率、空間分布特性、時(shí)間特性、偏振特性、光譜特性、頻率穩(wěn)定性、增益特性、相干性等。對于加工用過的激光器的輸出,關(guān)心的主...

      激光器的輸出特性包括激光波長、輸出能量功率、空間分布特性、時(shí)間特性、偏振特性、光譜特性、頻率穩(wěn)定性、增益特性、相干性等。對于加工用過的激光器的輸出,關(guān)心的主要是前五個(gè)特性。
1、激光波長。不同的激光器輸出不同波長的準(zhǔn)單色光,這是由于不同激光器的工作物質(zhì)不同,其上下能級能量差E2-E1=hv不同,而光波頻率和波長成反比,因此輸出激光的波長不同。由于激光具有高度的單色性,各準(zhǔn)單色光的譜線寬度很窄,在透射光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)不存在色差。由于不同的材料對幾個(gè)的吸收率與波長密切有關(guān),因此波長對幾個(gè)加工過程的影響很大。對于金屬,一般表面對光的吸收隨波長的增加而減小。另外,激光波長與幾個(gè)束的聚焦程度也有關(guān)系,聚焦后光斑一般為幾十微米,將受到衍射極限的限制,波長越短,越有利于聚焦。

2、輸出能量與功率。激光輸出的能量和功率是描述激光強(qiáng)度的兩個(gè)參數(shù)。

對于脈沖激光來講,用輸出能量來描述,是指一個(gè)脈沖過程中,激光輸出的總能量,用E來表示。若激光脈沖寬度為T,則脈沖峰值功率為PM=E/T。若脈沖重復(fù)頻率為f,則平均功率為P(平均)=Ef。

總能量E、脈沖峰值功率PM和平均功率是用來描述脈沖激光器件的主要指標(biāo)。對于連續(xù)激光器件來講,用輸出功率P來描述,它既是平均功率,也是峰值功率。
3、空間分布特性。采用穩(wěn)定腔的激光器發(fā)出的激光,是一種振幅和等相位面都在變化的高斯球面光波,簡稱高斯光束。它是在激光器產(chǎn)生的各種模式中最基本、應(yīng)用最多的基模高斯光束。高斯光束經(jīng)過薄透鏡變換后仍為高斯光束。

用于表征激光束的空間傳播特性的是光束發(fā)散角,它是激光束方向性的量度,發(fā)散角越小,方向性越好。

4、時(shí)間特性。從激光器的時(shí)間特性分類,可分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。在幾個(gè)加工技術(shù)中可對于打孔、點(diǎn)焊等加工部位局限于個(gè)別點(diǎn),常采用脈沖或低重復(fù)頻率激光器;對于切割縫、焊接縫、打標(biāo)等唄加工時(shí)連續(xù)部位,常采用連續(xù)激光器或高重復(fù)頻率激光器;而對于材料、尤其是金屬材料的精密加工常采用飛妙級的超短脈沖激光器。

 

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