激光器是現(xiàn)代激光加工系統(tǒng)中*的核心組件之一。隨著激光加工技術(shù)的發(fā)展,激光器也在不斷向前發(fā)展,出現(xiàn)了許多新型激光器。早期激光加工用激光器主要是大功率CO2氣體激光器和燈泵浦固體YAG激光器。從激光加工技術(shù)的發(fā)展歷史來(lái)看,首先出現(xiàn)的激光器是在20世紀(jì)70年代中期的封離式CO2激光管,發(fā)展至今,已經(jīng)出現(xiàn)了第五代CO2激光器——擴(kuò)散冷卻型CO2激光器。從發(fā)展上可以看出,早期的CO2激光器趨向激光功率提高的發(fā)展方向,但當(dāng)激光功率達(dá)到一定要求后,激光器的光束質(zhì)量受到重視,激光器的發(fā)展隨之轉(zhuǎn)移到調(diào)高光束質(zhì)量上。出現(xiàn)的接近衍射極限的擴(kuò)散冷卻板條式CO2激光器有較好的光束質(zhì)量,已經(jīng)推出就得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是在激光切割領(lǐng)域,受到眾多企業(yè)的青睞。
激光器的結(jié)構(gòu)說(shuō)明:
激光器一般包括三個(gè)部分
1、激光工作介質(zhì):激光的產(chǎn)生必須選擇合適的工作介質(zhì),可以是氣體、液體、固體或半導(dǎo)體。在這種介質(zhì)中可以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),以制造獲得激光的必要條件。顯然亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的存在,對(duì)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)世非常有利的。現(xiàn)有工作介質(zhì)近千種,可產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)包括從真空紫外道遠(yuǎn)紅外,非常廣泛。
2、激勵(lì)源:為了使工作介質(zhì)中出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),必須用一定的方法去激勵(lì)原子體系,使處于上能級(jí)的粒子數(shù)增加。一般可以用氣體放電的辦法來(lái)利用具有動(dòng)能的電子去激發(fā)介質(zhì)原子,稱(chēng)為電激勵(lì);也可用脈沖光源來(lái)照射工作介質(zhì),稱(chēng)為光激勵(lì);還有熱激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì)等。各種激勵(lì)方式被形象化地稱(chēng)為泵浦或抽運(yùn)。為了不斷得到激光輸出,必須不斷地“泵浦”以維持處于上能級(jí)的粒子數(shù)比下能級(jí)多。
3、振腔:有了合適的工作物質(zhì)和激勵(lì)源后,可實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),但這樣產(chǎn)生的受激輻射強(qiáng)度很弱,無(wú)法實(shí)際應(yīng)用。人們就想到了用光學(xué)諧振腔進(jìn)行放大。所謂光學(xué)諧振腔,實(shí)際是在激光器兩端,面對(duì)面裝上兩塊反射率很高的鏡。一塊幾乎全反射,一塊光大部分反射、少量透射出去,以使激光可透過(guò)這塊鏡子而射出。被反射回到工作介質(zhì)的光,繼續(xù)誘發(fā)新的受激輻射,光被放大。因此,光在諧振腔中來(lái)回振蕩,造成連鎖反應(yīng),雪崩似的獲得放大,產(chǎn)生強(qiáng)烈的激光,從部分反射鏡子一端輸出。