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1、激光器的应用及分类n 按工作物质的性质分类n 气体激光器 CO2、He-Nen 液体激光器 液体染料n 固体激光器 Nd:YAG、Nd:YVO4、Yb:YLPn 按工作方式区分n n 可分为连续型和脉冲型等激光打标机常用激光器n n YAG 灯泵浦固体激光器 氪灯 Nd:YAG n n 侧面泵浦固体激光器 LD Nd:YAG n n 端面泵浦固体激光器 LD Nd:YAG Nd:YVO4 4n n 光纤激光器 LD Yb:YLPn n CO2 激光器全反镜Q 头 小孔 半反镜反射腔+-YAG 灯泵浦固体激光器全反镜Q 头泵浦头 小孔 半反镜侧面泵浦激光器端面泵浦激光器全反镜Q 头激光二极管（L
2、D）准直聚焦系统 半反镜 激光晶体光纤侧面泵浦和端面泵浦的区别泵浦光 泵浦光泵浦光 泵浦光激光 激光主要是泵浦方向的差别全反镜激光二极管（LD）耦合系统半反镜 Yb:YLP光纤光纤激光器 CO2 激光器是远红外光频段波长为10.6 m 的气体激光器，采用CO2 气体充入放电管作为产生激光的介质，当在电极上加高电压，放电管中产生辉光放电（稀薄气体中的自激导电现象），就可使气体分子释放出激光，将激光能量放大后就形成对材料加工的激光束。CO2 激光器激光器激光器灯泵浦灯泵浦侧面泵浦侧面泵浦端面泵浦端面泵浦泵浦源泵浦源氪灯氪灯泵浦头泵浦头 LDLD工作物质工作物质 Nd:YAGNd:YAGNd:YAG
3、 Nd:YAG Nd:YVO Nd:YVO4 4光学共振腔光学共振腔 全反镜全反镜 半反镜半反镜其他元件其他元件 QQ开关开关 小孔光阑小孔光阑Nd:YAGNd:YVO4泵浦源内部泵浦头 加长分离镀金腔全、半反镜片作用：1.提供正反馈 2.选模全反镜 反射率一般 大于99.5%半反镜 反射率 40%98%Q 开关Q=振荡腔内存储的能量振荡腔内损耗的能量声光Q 开关工作原理n n 声光 声光Q Q 开关是利用声光相互作用以控制光腔损耗的 开关是利用声光相互作用以控制光腔损耗的Q Q 开关技术。声光 开关技术。声光调 调Q Q 是通过电声转换形成超声波使调制介质折射率发生周期性变化 是通过电声转换
4、形成超声波使调制介质折射率发生周期性变化,对入射光起衍射作用 对入射光起衍射作用,使之发生衍射损耗 使之发生衍射损耗,Q,Q 值下降 值下降,激光振荡不能形 激光振荡不能形成。在光泵激励下其上能级反转粒子数不断积累并达到饱和值 成。在光泵激励下其上能级反转粒子数不断积累并达到饱和值,之后 之后突然撤除超声场 突然撤除超声场,衍射效应立即消失 衍射效应立即消失,腔内 腔内Q Q 值猛增 值猛增,激光振荡迅速 激光振荡迅速恢复 恢复,其能量以巨脉冲形式输出。其能量以巨脉冲形式输出。n n 我们可以把 我们可以把Q Q 驱比喻为拦河坝的大闸，驱比喻为拦河坝的大闸，Q Q 驱有高频信号提供给 驱有高频
5、信号提供给Q Q 头的 头的时候，相当于闸门放下，无水流通过，存储水量，水位上升（即锁光）时候，相当于闸门放下，无水流通过，存储水量，水位上升（即锁光）。当。当Q Q 驱撤消高频信号的时候，即闸门打开，存储的大量能量释放。驱撤消高频信号的时候，即闸门打开，存储的大量能量释放。n n 存储的能量在短时间内释放，产生的能量级是调 存储的能量在短时间内释放，产生的能量级是调Q Q 前的千倍甚至万倍 前的千倍甚至万倍以上。以上。n n 重复锁光、释放这个过程，使我们能得到激光器连续输出的巨能量脉 重复锁光、释放这个过程，使我们能得到激光器连续输出的巨能量脉冲 冲。而重复这个过程的周期足够短，使我们直观
6、得到调。而重复这个过程的周期足够短，使我们直观得到调Q Q 后的激光是 后的激光是不间断的 不间断的QS27-4S-B-XXnQS：Q-Switch Q-Switch 缩写缩写 27：声光驱动射频频率声光驱动射频频率 MHzMHz 4：通光孔径通光孔径 1.6 2 3 4 5 6.5 8 mm1.6 2 3 4 5 6.5 8 mm S：超声波模式超声波模式 C C 偏振偏振 SS非偏振非偏振 DD正交正交 B：水接头形式水接头形式 S B RS B RXXnXXn：厂家特殊定义的符合：厂家特殊定义的符合 AT1 AT1 公制螺纹 公制螺纹 未指名 未指名 英制螺纹 英制螺纹小孔光阑n n 为
7、了得到模式较好的低阶模光斑，有效提高激光稳定性，可以在腔内光路上增加一个小孔光阑，起限模作用，扼制高阶模振荡，从而得到模式较好的低阶模光斑，使激光能量更集中，有利于打标，但增加了小孔光阑却会降低激光器的输出功率。扩束镜 是能改变激光光束直径大小和发散角的镜头组件。从激光器射出的激光往往具有一定的发散角，对于激光加工来说，只有通过扩束镜的调节使激光光束变为准直（平行）光束，才能利用聚焦镜获得细小的高功率密度光斑；另一个作用是把经过它的激光光斑扩大，也同样利于聚焦到更小的激光光斑。F-聚焦镜焦距 焦距(mm)(mm)最大打 最大打 标 标 范 范 围 围(mm)(mm)100 100 50*50*50 50160 160 100*100*100 100210 210 130*130*130 130254 254 160 160 160 160420 420 300 300 300 300 F-聚焦镜是一种可以保证激光焦点始终在工作台平面上的一种聚焦镜。它具有一定的焦深，可以使激光打标机在一定曲面上进行打标。每一种聚焦镜有各自的焦距，对应不同的打标范围，各镜头最大的打标范围如下表：F-聚焦镜谢谢！