CO2激光器用於(yu) 金屬切割和焊接領域已有幾十年，但由於(yu) 軸流式CO2激光器占用空間較大，操作成本較高，限製了其更廣泛的應用。與(yu) 軸流式激光器相比，較低功率的板條放電封離型CO2激光器結構緊湊、性能可靠、經濟性更好。

       相幹公司最近推出了一種新型METABEAM係統，基於(yu) 1kW的Diamond  CO2激光器，所能達到的切割速度可與(yu) 2kW量級的軸流式激光器相比。METABEAM 1000係統使基於(yu) 激光器的金屬切割操作更方便，幫助它們(men) 擴展了市場，對那些小規模經營和作業(ye) 的車間極具吸引力。下麵我們(men) 會(hui) 比較兩(liang) 種類型激光器切割常用金屬的情況，並總結板條放電封離型CO2激光器購置成本的優(you) 勢。板條放電諧振腔設計以及適當的光束調製光路，能產(chan) 生優(you) 質的高斯輸出光束，其M2值較小（<1.2），所以能獲得較小的焦斑，幾乎將全部激光能量集中在光束中央。板條放電設計能自然地產(chan) 生接近方波形狀的脈衝(chong) ，上升和下降時間極短。由於(yu) 卓越的光束質量和高峰值功率的方波脈衝(chong) ，所獲得的切割特性，能夠使板條放電封離型激光器與(yu) 更高功率的軸流式激光器相抗衡。特別是Diamond E-1000（1kW）所能實現的薄金屬切割速度，一般相當於(yu) 使用2kW軸流式激光器所達到的切割速度——因為(wei) 激光功率是通過可控而且受限的方式來輸出，而非隻用“蠻力”，所以使切割薄金屬更加有效。采用相幹Diamond E-1000（1kW）和2kW軸流式激光器切割冷軋鋼的速度。事實上，相比較軸流式2kW激光器, 1kW板條放電封離型激光器在切割各種厚度的材料（厚度可達0.25英寸）時，能夠達到等同的（實際上稍高的）切割速度。

         以氮氣為(wei) 輔助氣體(ti) 切割不鏽鋼時，1kW Diamond激光器仍然能夠媲美2kW軸流式激光器的切割速度。切割冷軋鋼與(yu) 不鏽鋼的結果之間存在著差異，主要原因是使用了不同的輔助氣體(ti) 。以氧氣為(wei) 輔助氣體(ti) 時，產(chan) 生放熱反應，釋放額外熱量，進一步促進切割。而以氧氣輔助切割時，會(hui) 產(chan) 生更大的微粒，可以方便地從(cong) 激光加工區域吹走。上述兩(liang) 種效應都有利於(yu) Diamond激光器，其較小的高峰值功率焦斑能夠在聚焦區域產(chan) 生非常高的能量密度。相反，氮氣用作輔助氣體(ti) 時，不發生反應，還能冷卻加工區域。因此，同等的初始功率的應用更有價(jia) 值。1kW的Diamond激光器在切割最高厚度約0.07英寸的材料時，切割速度更高。再次說明，切割更薄的材料時能量高度集中於(yu) 局部，而切割更厚的材料就需要更大的能量。與(yu) 軸流式激光器相比，板條放電封離型CO2激光器性能卓越，還具有三個(ge) 主要方麵的購置成本優(you) 勢，分別是用電、用氣和成本維護。軸流式激光器使用的泵、風機和熱交換器，需要耗費大量的電力。另外，軸流式激光器的效率相對較低，要求的預熱時間較長。板條放電封離結構不使用泵，沒有與(yu) 之相關(guan) 的用電成本。同時，光電效率也比快速軸流式激光器高50%左右，節約了相應的用電成本。此外，板條放電封離型激光器不需要預熱，能夠在需要時隨時出光，節約時間和額外的能源。

        泵的油蒸汽被帶入激光器氣體(ti) ，所以軸流式激光器需要持續補充氣體(ti) 。通過真空泵慢慢清除等量的廢氣，同時必須將新的預混合氣體(ti) 輸進係統內(nei) 。另外，渦輪油本身會(hui) 最終沉積在激光光路上，必須定期清除和清潔，最終需要更換。全封離諧振腔消除了所有這些問題。特別是在設備的40000小時使用壽命期間，氣體(ti) 自身能夠保持純淨，消除了與(yu) 換氣、處理、儲(chu) 存和供給相關(guan) 的成本，以及更換儲(chu) 氣罐的停機時間；同時不需要與(yu) 泵相關(guan) 的維護和消耗品。而軸流式激光器需要頻繁維護和換油。甚至諧振腔的冷卻水也是通過閉環係統循環使用。板條放電封離型結構還使激光器實現了機械穩定性，功率與(yu) 尺寸比、功率與(yu) 重量比都較高的特點。例如，相幹Diamond E-1000是一款1kW激光器，但是包括射頻元件的激光頭尺寸隻有1497 x 384 x 471毫米，重量僅(jin) 173千克。由於(yu) 尺寸緊湊，集成這些激光器更方便，降低了係統的整體(ti) 價(jia) 格，同時占用空間更小。

       占用空間更小、碳排放影響更小的激光切割係統，對切割應用的益處更大。非金屬和極薄金屬切割的應用，長期得益於(yu) 這些係統，主要是因為(wei) 板條放電封離型激光器尺寸小、電氣效率高以及切割效率高。這些激光器的功率已經提高至千瓦級功率水平，也可用於(yu) 切割更厚的金屬板（厚至3毫米）。