目前,用于激光加工的工業(yè)激光器主要有兩大類:固體激光器和氣體激光器。其中,固體激光器以Nd:YAG激光器為代表;而氣體激光器則以CO2激光器為代表。隨著激光技術(shù)的發(fā)展,目前人們也開始在某些加工應(yīng)用場(chǎng)合使用大功率光纖激光器和大功率半導(dǎo)體激光器。
(1)CO2激光器
CO2激光器的激光工作物質(zhì)為CO2混合氣體,其主要應(yīng)用的激光波長(zhǎng)為10.6μm。由于該種激光器的激光轉(zhuǎn)換效率較高,同時(shí)激光器工作產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)對(duì)流或擴(kuò)散迅速傳遞到激光增益區(qū)之外,其激光輸出平均功率可以做到很高的水平(萬(wàn)瓦以上),滿足大功率激光加工的要求。
國(guó)內(nèi)外用于激光加工的大功率CO2激光器,主要是橫流、軸流激光器。
?、贆M流激光器:橫流激光器的光束質(zhì)量不太好,為多模輸出,主要用于熱處理和焊接。我國(guó)目前已能生產(chǎn)各種大功率橫流CO2激光器系列,可滿足了國(guó)內(nèi)激光熱處理和焊接的需求。
?、谳S流激光器:軸流激光器的光束質(zhì)量較好,為基?;驕?zhǔn)基模輸出,主要用于激光切割和焊接,我國(guó)激光切割設(shè)備市場(chǎng)主要由國(guó)外軸流激光器所占領(lǐng)。盡管國(guó)內(nèi)激光器廠商在國(guó)外軸流激光器上做了許多工作,但由于主要配件還需進(jìn)口,產(chǎn)品價(jià)格難以大幅度下降,普及率低。
(2)Nd:YAG激光器
Nd:YAG激光器的激光工作物質(zhì)為固態(tài)的Nd:YAG棒,其激光波長(zhǎng)為1.06μm。由于該種激光器的激光轉(zhuǎn)換效率較低,同時(shí)受到Y(jié)AG棒體積和導(dǎo)熱率的限制,其激光輸出平均功率不高。但由于Nd:YAG激光器可以通過(guò)Q開關(guān)壓縮激光輸出的脈沖寬度,在以脈沖方式工作時(shí)可獲得很高的峰值功率(108W),適用于需要高峰值功率的激光加工應(yīng)用;其另一大優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)光纖傳輸,避免了復(fù)雜傳輸光路的設(shè)計(jì)制作,在三維加工中非常有用。此外,還可以通過(guò)三倍頻技術(shù)將激光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為355nm(紫外),在激光立體造形技術(shù)中得到應(yīng)用。
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