CO2激光器的优缺点,如下:
优点:具有较好的方向性、单色性和较好的频率稳定性。而气体的密度小,不易得到高的激发粒子浓度,因此,CO2气体激光器输出的能量密度一般比固体激光器小。
缺点:CO2激光器的转换效率是很高的,但不会超过 40%,这就是说,将有 60%以上的能量转换为气体的热能,使温度升高。而气体温度的升高,将引起激光上能级的消激发和激光下能级的热激发,这都会使粒子的反转数减少。并且,气体温度的升高,将使谱线展宽,导致增益系数下降。特别是,气体温度的升高,还将引起 CO2 分子的分解,降低放电管内的 CO2 分子浓度。这些因素都会使激光器的输出功率下降,甚至产生“温度猝灭”相比较co2激光器, YAG激光器的主要缺点是:
1.其转换效率较低,仅为1-3%,这比CO2激光器的效率约低一个数量级;
2.YAG激光棒在工作过程中存在内部温度梯度,因而会引起热应力和热透镜效应,限制了YAG激光器平均功率和光束质量的进一步提高;
3.YAG激光器每瓦输出功率的成本费比CO2激光贵。
CO2激光器的应用:
CO2激光器是一种比较重要的气体激光器。这是因为它具有一些比较突出的优点:*,它有比较大的功率和比较高的能量转换效率。一般的闭管CO2激光器可有几十瓦的连续输出功率,这远远超过了其他的气体激光器,横向流动式的电激励CO2激光器则可有几十万瓦的连续输出。此外横向大气压CO2激光器,从脉冲输出的能量和功率上也都达到了较高水平,可与固体激光器媲美。CO2激光器的能量转换效率可达30~40%,这也超过了一般的气体激光器。第二,它是利用CO2分子的振动-转动能级间的跃迁的,有比较丰富的谱线,在10微米附近有几十条谱线的激光输出。近年来发现的高气压CO2激光器,甚至可做到从9~10微米间连续可调谐的输出。第三,它的输出波段正好是大气窗口(即大气对这个波长的透明度较高)。除此之外,它也具有输出光束的光学质量高,相干性好,线宽窄,工作稳定等优点。因此它在国民经济和国防上都有许多应用,如应用于加工(焊接、切割、打孔等),通讯、雷达、化学分析,激光诱发化学反应,外科手术等方面。
大功率横向激励二氧化碳激光器,主要用于激光焊接、激光切割、激光热处理等。在汽车工业、钢铁工 业、造船工业、航空工业、机械工业、冶金工业、金属加工和电机制造等领域广泛应用。
二氧化碳激光器是以CO2气体作为工作物质的气体激光器。放电管通常是由玻璃或石英材料制成,里面充以CO2气体和其他辅助气体(主要是氦气和氮气,一般还有少量的氢或氙气);电极一般是镍制空心圆筒;谐振腔的一端是镀金的全反射镜,另一端是用锗或砷化镓磨制的部分反射镜。当在电极上加高电压(一般是直流的或低频交流的),放电管中产生辉光放电,锗镜一端就有激光输出,其波长为10.6微米附近的中红外波段;一般较好的管子。一米长左右的放电区可得到连续输出功率40~60瓦。
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