激光焊接機(jī)中激光器的分類
作者: 發(fā)表時間:2020-09-14 09:30:41瀏覽量:2787【小中大】
激光焊接機(jī)中激光器一般分脈沖激光器、連續(xù)激光器、QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器
那么什么叫脈沖激光器、連續(xù)激光器、QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器 有何區(qū)別?
激光器從運(yùn)行上分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。
脈沖激光器是指單個激光脈沖寬度...
激光焊接機(jī)中激光器一般分脈沖激光器、連續(xù)激光器、QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器
那么什么叫脈沖激光器、連續(xù)激光器、QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器 有何區(qū)別?
激光器從運(yùn)行上分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。
脈沖激光器是指單個激光脈沖寬度小于0.25秒、每間隔一定時間才工作一次的激光器,它具有較大輸出功率,適合于激光打標(biāo)、切割、測距等。常見的脈沖激光器有固體激光器中的釔鋁石榴石(YAG)激光器、紅寶石激光器、釹玻璃激光器等,還有氮分子激光器、準(zhǔn)分子激光器等。調(diào)Q和鎖模是得到脈沖激光的兩種最常用的技術(shù)。
脈沖產(chǎn)生方式
Q開關(guān)方式:在Q-開關(guān),粒子數(shù)反轉(zhuǎn)被引入內(nèi)部的諧振器(即Q開關(guān)),該效應(yīng)能造成品質(zhì)因數(shù)的減少,即所謂“Q空腔”。然后,存儲在激光介質(zhì)中的泵浦能量接近水平后,迅速除去引入的損失機(jī)制(通常是電或聲光元件),增益介質(zhì)中存儲的能量瞬間釋放,產(chǎn)生高的峰值功率。
鎖模方式:A模式鎖定激光器在幾十皮秒至小于10飛秒的時間內(nèi)按順序發(fā)射極短的脈沖。這些脈沖需要在一個往返行程包含的諧振器之間的反射鏡的中完成。如此短的時間內(nèi),脈沖的時間由于傅立葉限制(也稱為能量-時間不確定性),具有在一個相當(dāng)大的帶寬的頻譜擴(kuò)展。因此,這樣的增益介質(zhì)必須有足夠廣泛,以擴(kuò)大這些頻率的增益帶寬。一個合適的材料的一個例子是人工生長的摻鈦藍(lán)寶石(Ti:藍(lán)寶石),它具有很寬的增益帶寬,因此可以產(chǎn)生只有幾飛秒的持續(xù)時間的脈沖。
鎖模激光器是科學(xué)上的通用工具,能夠最大限度地發(fā)揮非線性光學(xué)材料的效應(yīng)。
脈沖泵浦方式:實(shí)現(xiàn)脈沖激光操作的另一種方法,是泵浦源本身是脈沖。如閃光燈,或其他脈沖激光。在歷史上使用的染料激光器的染料分子粒子翻轉(zhuǎn)的壽命很短,需要高能量,快速脈沖泵浦。使用閃光燈時,一般使用大電容來產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃光。這些激光器有準(zhǔn)分子激光器,銅蒸氣激光器等。他們不能運(yùn)行在連續(xù)模式。
連續(xù)激光器就是連續(xù)出光的激光器,也就是有穩(wěn)定的工作狀態(tài),即是穩(wěn)態(tài)。連續(xù)激光器中各能級的粒子數(shù)及腔內(nèi)輻射場均具有穩(wěn)定分布。其工作特點(diǎn)是工作物質(zhì)的激勵和相應(yīng)的激光輸出,可以在一段較長的時間范圍內(nèi)以連續(xù)方式持續(xù)進(jìn)行,以連續(xù)光源激勵的固體激光器和以連續(xù)電激勵方式工作的氣體激光器及半導(dǎo)體激光器,均屬此類。由于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中往往不可避免地產(chǎn)生器件的過熱效應(yīng),因此多數(shù)需采取適當(dāng)?shù)睦鋮s措施。
準(zhǔn)連續(xù)激光器(QCW)也叫長脈沖激光器,產(chǎn)生ms量級的脈沖,占空比為10%。這使得脈沖光具有比連續(xù)光高十倍以上的峰值功率,對于鉆孔等應(yīng)用來說非常有利,根據(jù)脈寬可將重復(fù)頻率調(diào)制達(dá)500Hz。
舉個例子可能比較好理解這些激光器一些:
用釘子來打一個比方:大頭釘是用手來直接按進(jìn)去,這是連續(xù);鋼釘,用錘子一錘一錘敲進(jìn)去,這一種是脈沖;鉆孔的時候,鉆頭連續(xù)鉆10秒,休息一秒,再又連續(xù)鉆10秒,再休息一秒,這叫準(zhǔn)連續(xù)。
以上就是激光焊接機(jī)中激光器種類的簡單介紹。