激光加工技術(shù)是一種新型的綠色先進(jìn)制造技術(shù)，相比傳統(tǒng)機(jī)械加工具備明顯優(yōu)勢(shì)，其加工方式以非接觸方式進(jìn)行，加工過程能耗低、環(huán)保效益高、加工速度快、低噪音、熱影響小、適應(yīng)性強(qiáng)，可加工超高硬度、高脆性、高熔點(diǎn)材料，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在精密加工、復(fù)雜結(jié)構(gòu)加工、批量自動(dòng)化生產(chǎn)等領(lǐng)域具備明顯優(yōu)勢(shì)，被公認(rèn)為“未來制造系統(tǒng)的共同加工手段”。
二氧化碳激光器，可稱“隱身人”，因?yàn)樗l(fā)出的激光波長(zhǎng)為10.6 微米，“身”處紅外區(qū)，肉眼不能覺察，它的工作方式有連續(xù)、脈沖兩種。連續(xù)方式產(chǎn)生的激光功率可達(dá)20 千瓦以上。脈沖方式產(chǎn)生波長(zhǎng)10.6 微米的激光也是最強(qiáng)大的一種激光。人們已用它來“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出現(xiàn)是激光發(fā)展中的重大進(jìn)展，也是光武器和核聚變研究中的重大成果。
二氧化碳激光器是以CO2氣體作為工作物質(zhì)的氣體激光器。放電管通常是由玻璃或石英材料制成，里面充以CO2氣體和其他輔助氣體(主要是氦氣和氮?dú)猓话氵€有少量的氫或氙氣);電極一般是鎳制空心圓筒;諧振腔的一端是鍍金的全反射鏡，另一端是用鍺或砷化鎵磨制的部分反射鏡。當(dāng)在電極上加高電壓(一般是直流的或低頻交流的)，放電管中產(chǎn)生輝光放電，鍺鏡一端就有激光輸出，其波長(zhǎng)為10.6微米附近的中紅外波段;一般較好的管子。一米長(zhǎng)左右的放電區(qū)可得到連續(xù)輸出功率40～60瓦。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)：
1、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。
2、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。
3、它的輸出波段正好是大氣窗口(即大氣對(duì)這個(gè)波長(zhǎng)的透過率較高)。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(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)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。
因?yàn)槎趸技す馄髂苓_(dá)到的功率非常高，經(jīng)常用來做工業(yè)的切割機(jī)，而低功率的激光器常常用來雕刻。此外，由于水在二氧化碳激光器的發(fā)光頻率極容易揮發(fā)，因此也常常被用來做激光嫩膚，磨皮等激光手術(shù)。
相較于二氧化碳激光器，光纖激光器具有溫度穩(wěn)定性好、光電轉(zhuǎn)換效率高、光束質(zhì)量好以及成本較低等優(yōu)點(diǎn)，因此光纖激光器在全球范圍內(nèi)的金屬切割、焊接和標(biāo)記等工業(yè)制造領(lǐng)域中已被大規(guī)模應(yīng)用。2013年以及2017年全球光纖激光器銷售收入分別為8.41億美元以及20.39億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為24.78%。
隨著光纖激光器的技術(shù)進(jìn)步以及應(yīng)用范圍的不斷外延，下游企業(yè)的強(qiáng)勁需求將支撐光纖激光器行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。然而由于二氧化碳激光器更早被應(yīng)用、技術(shù)更為成熟，且在金屬加工領(lǐng)域具有一定優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)短期內(nèi)無法完全被光纖激光器替代。
二氧化碳激光器，可稱“隱身人”，因?yàn)樗l(fā)出的激光波長(zhǎng)為10.6 微米，“身”處紅外區(qū)，肉眼不能覺察，它的工作方式有連續(xù)、脈沖兩種。連續(xù)方式產(chǎn)生的激光功率可達(dá)20 千瓦以上。脈沖方式產(chǎn)生波長(zhǎng)10.6 微米的激光也是最強(qiáng)大的一種激光。人們已用它來“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出現(xiàn)是激光發(fā)展中的重大進(jìn)展，也是光武器和核聚變研究中的重大成果。
二氧化碳激光器是以CO2氣體作為工作物質(zhì)的氣體激光器。放電管通常是由玻璃或石英材料制成，里面充以CO2氣體和其他輔助氣體(主要是氦氣和氮?dú)猓话氵€有少量的氫或氙氣);電極一般是鎳制空心圓筒;諧振腔的一端是鍍金的全反射鏡，另一端是用鍺或砷化鎵磨制的部分反射鏡。當(dāng)在電極上加高電壓(一般是直流的或低頻交流的)，放電管中產(chǎn)生輝光放電，鍺鏡一端就有激光輸出，其波長(zhǎng)為10.6微米附近的中紅外波段;一般較好的管子。一米長(zhǎng)左右的放電區(qū)可得到連續(xù)輸出功率40～60瓦。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)：
1、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。
2、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。
3、它的輸出波段正好是大氣窗口(即大氣對(duì)這個(gè)波長(zhǎng)的透過率較高)。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(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)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。
因?yàn)槎趸技す馄髂苓_(dá)到的功率非常高，經(jīng)常用來做工業(yè)的切割機(jī)，而低功率的激光器常常用來雕刻。此外，由于水在二氧化碳激光器的發(fā)光頻率極容易揮發(fā)，因此也常常被用來做激光嫩膚，磨皮等激光手術(shù)。
相較于二氧化碳激光器，光纖激光器具有溫度穩(wěn)定性好、光電轉(zhuǎn)換效率高、光束質(zhì)量好以及成本較低等優(yōu)點(diǎn)，因此光纖激光器在全球范圍內(nèi)的金屬切割、焊接和標(biāo)記等工業(yè)制造領(lǐng)域中已被大規(guī)模應(yīng)用。2013年以及2017年全球光纖激光器銷售收入分別為8.41億美元以及20.39億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為24.78%。
隨著光纖激光器的技術(shù)進(jìn)步以及應(yīng)用范圍的不斷外延，下游企業(yè)的強(qiáng)勁需求將支撐光纖激光器行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。然而由于二氧化碳激光器更早被應(yīng)用、技術(shù)更為成熟，且在金屬加工領(lǐng)域具有一定優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)短期內(nèi)無法完全被光纖激光器替代。
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