二氧化碳激光器是目前連續(xù)輸出功率較高的一種激光,它發(fā)展較早,商業(yè)產(chǎn)品較為成熟,被廣泛應(yīng)用到材料加工、醫(yī)療使用、軍事武器、環(huán)境量測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域。在激光的發(fā)展和應(yīng)用方面,CO2激光器的制作和應(yīng)用較早也較多,早在1970年代末期,就有從國外直接進(jìn)口CO2激光器,從事工業(yè)加工和醫(yī)療等應(yīng)用。從80年代末期開始,CO2激光器被廣泛引進(jìn)并應(yīng)用在在材料加工領(lǐng)域。
近年來CO2激光加工設(shè)備雖然漸趨普及,但激光畢竟是一種新的工具,激光加工技術(shù)亦不同于傳統(tǒng)的加工方法,所以工業(yè)界在引進(jìn)使用CO2激光器的過程中,曾經(jīng)遇到各種各樣的問題,給很多廠商造成不少困擾。本文針對(duì)CO2激光器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用狀況及其演變作以分析,并提出在使用CO2激光器過程中,常面臨的一些問題,按照CO2激光器功率大小分類,闡述其在各個(gè)產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用狀況及演變情況,列舉CO2激光應(yīng)用者會(huì)面對(duì)的主要問題并加以分析,最后對(duì)CO2激光應(yīng)用的未來提出展望。
CO2激光器是一種比較重要的氣體激光器。這是因?yàn)樗哂幸恍┍容^突出的優(yōu)點(diǎn):
第一,它有比較大的功率和比較高的能量轉(zhuǎn)換效率。一般的閉管CO2激光器可有幾十瓦的連續(xù)輸出功率,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他的氣體激光器,橫向流動(dòng)式的電激勵(lì)CO2激光器則可有幾十萬瓦的連續(xù)輸出。此外橫向大氣壓CO2激光器,從脈沖輸出的能量和功率上也都達(dá)到了較高水平,可與固體激光器媲美。CO2激光器的能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30~40%,這也超過了一般的氣體激光器。
第二,它是利用CO2分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷的,有比較豐富的譜線,在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出。近年來發(fā)現(xiàn)的高氣壓CO2激光器,甚至可做到從9~10微米間連續(xù)可調(diào)諧的輸出。
第三,它的輸出波段正好是大氣窗口(即大氣對(duì)這個(gè)波長的透明度較高)。
除此之外,它也具有輸出光束的光學(xué)質(zhì)量高,相干性好,線寬窄,工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因此它在國民經(jīng)濟(jì)和國防上都有許多應(yīng)用,如應(yīng)用于加工(焊接、切割、打孔等),通訊、雷達(dá)、化學(xué)分析,激光誘發(fā)化學(xué)反應(yīng),外科手術(shù)等方面。
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