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激光切割機(jī)中激光器的基本構(gòu)成有哪些?

星之球科技 來源:鄭州百維激光2014-01-21 我要評(píng)論(0 )   

激光切割機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中使用比較廣泛的一種新型切割設(shè)備,逐漸淘汰了傳統(tǒng)的機(jī)床切割,激光切割機(jī)是有激光切割機(jī),切割頭等部件組成的,其中一個(gè)常規(guī)的激光器包括三部分...

  激光切割機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中使用比較廣泛的一種新型切割設(shè)備,逐漸淘汰了傳統(tǒng)的機(jī)床切割,激光切割機(jī)是有激光切割機(jī),切割頭等部件組成的,其中一個(gè)常規(guī)的激光器包括三部分:工作物質(zhì),泵浦源和光學(xué)諧振腔。下面讓我們?cè)敿?xì)介紹一下。

  1.工作物質(zhì)

  工作物質(zhì)是產(chǎn)生激光的物質(zhì)基礎(chǔ),是激光器的核心部分,是用來實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生受激輻射的物質(zhì)休系。丄作物質(zhì)的分類方式通常有兩種:一種足根據(jù)工作物質(zhì)的存在形態(tài)分類,丁作物質(zhì)可以分為氣體、同體、液體及半導(dǎo)體等;另一種是根據(jù)速率方程理論分析產(chǎn)生激光的過程所適用的能級(jí)結(jié)構(gòu),可以分為三能級(jí)系統(tǒng)、四能級(jí)系統(tǒng)等。

  在氣體激光器中產(chǎn)生激光的粒子為氣體分子或原子。在固體激光器中,摻存少量過渡金屬離了或稀土離子的晶休或玻璃為工作物質(zhì),摻雜離子為工作粒子,經(jīng)外界能雖泵浦產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)后可產(chǎn)生受激輻射,晶體和玻璃為基質(zhì)材料。液體激光器其工作物質(zhì)的存在形態(tài)為液體,常見的有染料激光器,艽工作物質(zhì)為染料溶解于溶劑中組成的溶液,染料分子為工作粒子,溶劑相當(dāng)于基質(zhì)。半導(dǎo)體激光器的工作物質(zhì)為半導(dǎo)體,雖然半導(dǎo)體為固體,但是由于半導(dǎo)體激光器粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的形成機(jī)理與普通固體激光器有本質(zhì)的不同,所以一般不將二者歸為一類。

  2.泵浦源

  泵浦源(激勵(lì)源)是為實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)提供能量的裝置。根據(jù)激勵(lì)時(shí)利用的能量形式,泵浦方式有放電激勵(lì)、光激勵(lì)、熱能激勵(lì)、化學(xué)能激勵(lì)和核能激勵(lì)等。

  氣體放電激勵(lì)是氣體激光器常用的一種激勵(lì)方式,其激勵(lì)機(jī)理是利用在高電壓下,氣體分子電離導(dǎo)電,與此同時(shí)氣體分子〈或原子、離子〉與被電場(chǎng)加速的電廣碰攛,吸收電子能量后躍遷到高能級(jí),形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn);除此以外,還可以利用電子槍產(chǎn)生的高速電子去泵浦工作物質(zhì),使之躍遷到高能級(jí)稱為電子束激勵(lì);半導(dǎo)體激光器鉗汴入電流實(shí)現(xiàn)泵浦^稱為注人式泵浦。

  光激勵(lì)是利用光照射工作物質(zhì),工作物質(zhì)吸收光能后產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。光激勵(lì)的光源可采用高效率、高強(qiáng)度的發(fā)光燈,太陽能成激光。固休激光器和液體激光器常用光激勵(lì)方式。

  熱能激勵(lì)是用高溫加熱的方式使高能級(jí)上氣體粒子數(shù)增多,然后突然降低氣體溫度,因?yàn)轶{低能級(jí)熱弛豫時(shí)間不同,低能級(jí)弛豫時(shí)間短,高能級(jí)弛豫時(shí)間長(zhǎng),從而實(shí)現(xiàn)高低能級(jí)間粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。

  化學(xué)能激勵(lì)利用化學(xué)反應(yīng)過程中釋放的化學(xué)能將粒子泵浦到上能級(jí),建立粒子數(shù)反轉(zhuǎn)?;瘜W(xué)激勵(lì)不像前述的放電激勵(lì)、光激勵(lì)和熱激勵(lì)在工作時(shí),需要用外界能源,因此在某些特殊的缺.乏電源的地方,化學(xué)激光器以發(fā)押其特長(zhǎng)。

  3.光學(xué)諧振腔

  光學(xué)諧振腔(簡(jiǎn)稱光腔)是產(chǎn)生激光的外在條件,是激光器的重要組成部分。最簡(jiǎn)單的光學(xué)諧振腔是在激活介質(zhì)兩端恰當(dāng)放置兩個(gè)鍍有高反射率材料的反射鏡構(gòu)成。激光所具有的高方向性、髙單色性、高相干性和高亮度的特點(diǎn),是與光學(xué)諧振腔密不可分的。光學(xué)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(qiáng)在反射鏡叫往返傳播,等效于增加激活介質(zhì)的長(zhǎng)度,最終可保證得到一個(gè)確定大小的光強(qiáng)。所謂選模,即控制腔內(nèi)振蕩光束的特性,使腔內(nèi)建立的振蕩被限制在腔所決定的少數(shù)本征模式中,從而提髙單個(gè)模式內(nèi)的光子數(shù),獲得單色性好、方向性好的強(qiáng)相干光。

 

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