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激光切割機中激光器的基本構成有哪些?

星之球科技 來源:鄭州百維激光2014-01-21 我要評論(0 )   

激光切割機是工業(ye) 生產(chan) 中使用比較廣泛的一種新型切割設備,逐漸淘汰了傳(chuan) 統的機床切割,激光切割機是有激光切割機,切割頭等部件組成的,其中一個(ge) 常規的激光器包括三部分...

  激光切割機是工業(ye) 生產(chan) 中使用比較廣泛的一種新型切割設備,逐漸淘汰了傳(chuan) 統的機床切割,激光切割機是有激光切割機,切割頭等部件組成的,其中一個(ge) 常規的激光器包括三部分:工作物質,泵浦源和光學諧振腔。下麵讓我們(men) 詳細介紹一下。

  1.工作物質

  工作物質是產(chan) 生激光的物質基礎,是激光器的核心部分,是用來實現粒子數反轉並產(chan) 生受激輻射的物質休係。丄作物質的分類方式通常有兩(liang) 種:一種足根據工作物質的存在形態分類,丁作物質可以分為(wei) 氣體(ti) 、同體(ti) 、液體(ti) 及半導體(ti) 等;另一種是根據速率方程理論分析產(chan) 生激光的過程所適用的能級結構,可以分為(wei) 三能級係統、四能級係統等。

  在氣體(ti) 激光器中產(chan) 生激光的粒子為(wei) 氣體(ti) 分子或原子。在固體(ti) 激光器中,摻存少量過渡金屬離了或稀土離子的晶休或玻璃為(wei) 工作物質,摻雜離子為(wei) 工作粒子,經外界能雖泵浦產(chan) 生粒子數反轉後可產(chan) 生受激輻射,晶體(ti) 和玻璃為(wei) 基質材料。液體(ti) 激光器其工作物質的存在形態為(wei) 液體(ti) ,常見的有染料激光器,艽工作物質為(wei) 染料溶解於(yu) 溶劑中組成的溶液,染料分子為(wei) 工作粒子,溶劑相當於(yu) 基質。半導體(ti) 激光器的工作物質為(wei) 半導體(ti) ,雖然半導體(ti) 為(wei) 固體(ti) ,但是由於(yu) 半導體(ti) 激光器粒子數反轉的形成機理與(yu) 普通固體(ti) 激光器有本質的不同,所以一般不將二者歸為(wei) 一類。

  2.泵浦源

  泵浦源(激勵源)是為(wei) 實現粒子數反轉提供能量的裝置。根據激勵時利用的能量形式,泵浦方式有放電激勵、光激勵、熱能激勵、化學能激勵和核能激勵等。

  氣體(ti) 放電激勵是氣體(ti) 激光器常用的一種激勵方式,其激勵機理是利用在高電壓下,氣體(ti) 分子電離導電,與(yu) 此同時氣體(ti) 分子〈或原子、離子〉與(yu) 被電場加速的電廣碰攛,吸收電子能量後躍遷到高能級,形成粒子數反轉;除此以外,還可以利用電子槍產(chan) 生的高速電子去泵浦工作物質,使之躍遷到高能級稱為(wei) 電子束激勵;半導體(ti) 激光器鉗汴入電流實現泵浦^稱為(wei) 注人式泵浦。

  光激勵是利用光照射工作物質,工作物質吸收光能後產(chan) 生粒子數反轉。光激勵的光源可采用高效率、高強度的發光燈,太陽能成激光。固休激光器和液體(ti) 激光器常用光激勵方式。

  熱能激勵是用高溫加熱的方式使高能級上氣體(ti) 粒子數增多,然後突然降低氣體(ti) 溫度,因為(wei) 髙低能級熱弛豫時間不同,低能級弛豫時間短,高能級弛豫時間長,從(cong) 而實現高低能級間粒子數反轉。

  化學能激勵利用化學反應過程中釋放的化學能將粒子泵浦到上能級,建立粒子數反轉。化學激勵不像前述的放電激勵、光激勵和熱激勵在工作時,需要用外界能源,因此在某些特殊的缺.乏電源的地方,化學激光器以發押其特長。

  3.光學諧振腔

  光學諧振腔(簡稱光腔)是產(chan) 生激光的外在條件,是激光器的重要組成部分。最簡單的光學諧振腔是在激活介質兩(liang) 端恰當放置兩(liang) 個(ge) 鍍有高反射率材料的反射鏡構成。激光所具有的高方向性、髙單色性、高相幹性和高亮度的特點,是與(yu) 光學諧振腔密不可分的。光學諧振腔具有正反饋和選模的雙重作用。所謂正反饋,即初始光強在反射鏡叫往返傳(chuan) 播,等效於(yu) 增加激活介質的長度,最終可保證得到一個(ge) 確定大小的光強。所謂選模,即控製腔內(nei) 振蕩光束的特性,使腔內(nei) 建立的振蕩被限製在腔所決(jue) 定的少數本征模式中,從(cong) 而提髙單個(ge) 模式內(nei) 的光子數,獲得單色性好、方向性好的強相幹光。

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