CO2激光器

　　CO2激光器是現(xiàn)有的最高功率連續(xù)波激光器。和固體激光器相比，主要不同在于其波長(zhǎng)在9.4至10.6μm，由于其在金屬和非金屬材料中不同的激光吸收率而發(fā)揮著重要作用。

　　CO2激光器的功率范圍涵蓋從小于10瓦到大于20,000瓦，而且可以在連續(xù)波模式或脈沖條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。在具有足夠的諧振腔長(zhǎng)度下，合適的激光設(shè)計(jì)能夠獲得極佳的光束質(zhì)量。其效能處于圓棒激光器和碟片或光纖激光器之間。目前市場(chǎng)上主要有兩種CO2激光器概念，它們都是高頻泵浦，但冷卻系統(tǒng)和諧振腔形狀不同：流動(dòng)型二氧化碳激光器和擴(kuò)散冷卻型CO2激光器。依據(jù)技術(shù)的不同，CO2激光器或多或少需要消耗氣體，從而使得其運(yùn)營(yíng)成本要高于固體激光器。CO2激光器還有一個(gè)缺點(diǎn)，其光束只能通過鏡面來反射傳導(dǎo)。這使得其應(yīng)用不那么靈活，特別是在切割或焊接等活動(dòng)應(yīng)用中?，F(xiàn)代擴(kuò)散冷卻型CO2激光器使用基于泵浦技術(shù)的晶體管，幾乎不需要進(jìn)行維護(hù)。激光器制造商們期望二氧化碳激光器能夠立足于中低功率市場(chǎng)，并在激光加工新用戶中頗受歡迎。

　　激光打標(biāo)和超短脈沖激光器

　　激光器有各種不同的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，類型包括：“連續(xù)波”在數(shù)秒或數(shù)分鐘內(nèi)進(jìn)行不間斷的激光操作； “脈沖式”的持續(xù)時(shí)間為毫秒；“短脈沖”的持續(xù)時(shí)間為納秒；“超短脈沖”的持續(xù)時(shí)間為皮秒，飛秒或更短。

　　短脈沖激光打標(biāo)，脈沖持續(xù)時(shí)間以納秒計(jì)算，其功率較低，能夠通過固體激光器以及二氧化碳激光器來實(shí)現(xiàn)。中國(guó)是激光打標(biāo)的最大市場(chǎng)，每年需要上萬臺(tái)激光器，以及大量的供應(yīng)商和技術(shù)。大多數(shù)激光打標(biāo)使用10μm（CO2激光器打標(biāo)）或1μm（固體激光打標(biāo)）波長(zhǎng)。在市場(chǎng)上我們會(huì)發(fā)現(xiàn)越來越多的綠光（532 nm）和紫外（343 nm）激光器應(yīng)用于打標(biāo)和各種材料。依據(jù)激光打標(biāo)需求的不同，激光器需要高功率和高脈沖來保持脈沖穩(wěn)定。圓棒激光器的光束質(zhì)量通常要更好，峰值功率更高。特別是在中國(guó)，激光器能在高溫下工作是至關(guān)重要的。打標(biāo)應(yīng)用可以通過使用掃描來實(shí)現(xiàn)；準(zhǔn)確性也是一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。值得一提的是，很多集成到工作臺(tái)上的系統(tǒng)是由一位人工進(jìn)行操作，激光器的安全性（例如機(jī)械遮板）也需要考慮。（超）短脈沖激光器出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)較晚，主要用于不同材料的激光加工，特別是玻璃、陶瓷或印制電路板。基于碟片、光纖或圓棒固體激光器的不同，現(xiàn)在市場(chǎng)上有很多不同類型的超短脈沖激光器。碟片激光器因其卓越的激光參數(shù)（平均功率、光束質(zhì)量和光束穩(wěn)定性）以及激光微加工領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)而勝出。圓棒激光器也具有高平均功率，但是穩(wěn)定性稍差。光纖激光器被用于使用更低功率來實(shí)現(xiàn)皮秒激光器，或者更高功率但是更長(zhǎng)脈沖持續(xù)時(shí)間，這在某些應(yīng)用上存在局限性。為了確定哪種產(chǎn)品滿足所查詢激光器應(yīng)用的個(gè)性化需求，通常需要進(jìn)行一些討論和試驗(yàn)。

　　激光組件

　　激光源通常不能單獨(dú)使用。激光束一般必須通過反射鏡或激光光纜進(jìn)行傳輸，也必須聚焦到工件上。只有一些供應(yīng)商提供“一站式解決方案”，同時(shí)供應(yīng)激光源和激光組件。最糟糕的情況是，最終解決方案是通過使用不同供應(yīng)商的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)的，從而會(huì)出現(xiàn)失敗的狀況。最重要的是：反射鏡、分束器、激光光纜、加工光學(xué)器件、掃描器。

　　激光器安全

　　最后，在所有激光應(yīng)用中都必須考慮激光的安全性。通常工業(yè)激光器被分為4個(gè)等級(jí)，4級(jí)為最高。

　　CO2激光器的激光輻射波長(zhǎng)為10μm，固體激光器為1μm，肉眼不可見，對(duì)人有傷害。特別是固體激光器光束波長(zhǎng)1μm，風(fēng)險(xiǎn)極大。這一波長(zhǎng)通過角膜進(jìn)入眼睛。和可見光一樣，激光聚焦于視網(wǎng)膜。通過眼球的晶狀體聚焦，激光光束將對(duì)視網(wǎng)膜造成超過其承受能力50000倍的損害。因此，在使用固態(tài)激光器的時(shí)候需要特殊眼部安全防護(hù)措施—— 專門用于切割、焊接或打標(biāo)。相反，CO2激光器的激光束波長(zhǎng)為10μm，可以被角膜吸收。人們直接被激光束轟擊雖然很危險(xiǎn)，但發(fā)生的幾率很低?；谶@些考慮，激光器特別是在應(yīng)用固體激光器時(shí)，必須配備全面的激光保護(hù)裝備。