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)用場合使用大功率光纖激光器和大功率半導(dǎo)體激光器。
1)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,其激光波長為1.06%26mu;m。由于該種激光器的激光轉(zhuǎn)換效率較低,同時受到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Q開關(guān)壓縮激光輸出的脈沖寬度,在以脈沖方式工作時可獲得很高的峰值功率,適用于需要高峰值功率的激光加工應(yīng)用;其另一大優(yōu)點是可以通過光纖傳輸,避免了復(fù)雜傳輸光路的設(shè)計制作,在三維加工中非常有用。此外,還可以通過三倍頻技術(shù)將激光波長轉(zhuǎn)換為355nm(紫外),在激光立體造形技術(shù)中得到應(yīng)用。
2)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)用的激光波長為10.6%26mu;m。由于該種激光器的激光轉(zhuǎn)換效率較高,同時激光器工作產(chǎn)生的熱量可以通過對流或擴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,滿足大功率激光加工的要求。
國內(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。①橫流激光器: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,可滿足了國內(nèi)激光熱處理和焊接的需求。②軸流激光器: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,我國激光切割設(shè)備市場主要由國外軸流激光器所占領(lǐng)。盡管國內(nèi)激光器廠商在國外軸流激光器上做了許多工作,但由于主要配件還需進口,產(chǎn)品價格難以大幅度下降,普及率低。
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