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Das Prinzip und die Entwicklung von CO2-Lasergeräten


CO2-Laserprinzip:


CO2-Laser ist eine Art molekularer Laser, die Hauptsubstanz sind Kohlendioxidmoleküle. Wie bei anderen Gaslasern ist das Funktionsprinzip von CO2-Lasern komplizierter.

Es gibt drei verschiedene Bewegungen von Molekülen:

1. Das heißt, die Bewegung von Elektronen in einem Molekül, die den elektronischen Energiezustand des Moleküls bestimmt;

2. Die Atomschwingung im Molekül, dh das Atom im Molekül, schwingt zyklisch um seine Gleichgewichtsposition - und hängt vom Energiezustand der molekularen Schwingung ab;

3. Molekülrotation, dh das Molekül dreht sich kontinuierlich im gesamten Raum. Diese Bewegung des Moleküls bestimmt den Rotationsenergiezustand des Moleküls. Die molekulare Bewegung ist äußerst komplex, daher ist auch das Energieniveau sehr komplex.

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In einem CO2-Laser besteht der Hauptarbeitsstoff aus CO, Stickstoff und Helium. Unter ihnen COist ein Gas, das Laserstrahlung erzeugt, und Stickstoff und Helium sind Hilfsgase. Die Zugabe von Helium kann den thermischen Relaxationsprozess auf Stufe 010 beschleunigen, was für die Evakuierung der Laserniveaus 100 und 020 vorteilhaft ist. Die Zugabe von Stickstoff wirkt hauptsächlich als Energieübertragung im COLaser, z

Die Ansammlung von Partikeln auf Energieniveau auf dem CODer Laser und die leistungsstarke und hocheffiziente Laserleistung spielen eine wichtige Rolle.

Energieniveaudiagramm von COmolekularer Laserübergang Anregungsbedingung von COLaser: In der Entladungsröhre wird normalerweise ein Gleichstrom von einigen zehn mA oder Hunderten von mA eingegeben. Während der Entladung werden die Stickstoffmoleküle im Mischgas in der Entladungsröhre durch den Aufprall von Elektronen angeregt. Zu diesem Zeitpunkt kollidieren die angeregten Stickstoffmoleküle mit dem COMoleküle. Die N2-Moleküle übertragen ihre Energie auf die CO2-Moleküle. Der COMoleküle gehen vom niedrigen Energieniveau zum hohen Energieniveau über, um eine Partikelzahlinversion zu bilden und Laserlicht zu emittieren.



Entwicklungsmerkmale:

CO2-Laser haben die Nachteile eines großen Volumens, einer komplizierten Struktur und einer schwierigen Wartung. Metalle können keine Laser mit einer Wellenlänge von 10,6 absorbieren μm sehr gut, kann keine optischen Fasern zur Übertragung von Lasern verwenden und verursacht während des Schweißens schweres plasmainduziertes Plasma.

Frühe CO2-Laser entwickelten sich in Richtung einer Erhöhung der Laserleistung, aber als die Laserleistung bestimmte Anforderungen erreichte, wurde die Laserstrahlqualität bewertet und die Entwicklung des Lasers zur Verbesserung der Strahlqualität verschoben. Diffusionsgekühlte CO2-Laser vom Plattentyp nahe der Beugungsgrenze weisen eine gute Strahlqualität auf.Laserstrahl-Expander-Linseund sind weit verbreitet, sobald sie auf den Markt gebracht werden, insbesondere im Bereich des Laserschneidens.