El principio y el desarrollo de equipos láser de CO2.
Principio del láser de CO2:
El láser de CO2 es un tipo de láser molecular, la sustancia principal son las moléculas de dióxido de carbono. Al igual que otros láseres de gas, el principio de funcionamiento de los láseres de CO2 es más complicado.
Hay tres movimientos diferentes de moléculas:
1. Es decir, el movimiento de electrones en una molécula, que determina el estado de energía electrónica de la molécula;
2. La vibración del átomo en la molécula, es decir, el átomo en la molécula vibra cíclicamente alrededor de su posición de equilibrio, y depende del estado de energía de la vibración molecular;
3. Rotación de la molécula, es decir, la molécula gira continuamente en el espacio como un todo. Este movimiento de la molécula determina el estado de energía rotacional de la molécula. El movimiento molecular es extremadamente complejo, por lo que el nivel de energía también es muy complejo.
En un láser de CO2, la principal sustancia de trabajo está compuesta de CO₂, nitrógeno y helio. Entre ellos, CO₂ Es un gas que genera radiación láser, y el nitrógeno y el helio son gases auxiliares. La adición de helio puede acelerar el proceso de relajación térmica en el nivel 010, lo que es beneficioso para la evacuación de los niveles láser 100 y 020. La adición de nitrógeno actúa principalmente como una transferencia de energía en el CO₂ láser, para
La acumulación de partículas de nivel de energía en el CO₂ El láser y la salida láser de alta potencia y alta eficiencia juegan un papel poderoso.
Diagrama de nivel de energía de CO₂ transición de láser molecular Condición de excitación de CO₂ láser: en el tubo de descarga, generalmente se introduce una corriente continua de decenas de mA o cientos de mA. Durante la descarga, las moléculas de nitrógeno en el gas mixto en el tubo de descarga son excitadas por el impacto de los electrones. En este momento, las moléculas de nitrógeno excitadas chocan con el CO₂ moléculas. Las moléculas de N2 transfieren su energía a las moléculas de CO2. El co₂ Las moléculas pasan del nivel de energía bajo al nivel de energía alto para formar una inversión del número de partículas y emitir luz láser.
Características de desarrollo:
Los láseres de CO2 tienen las desventajas de un gran volumen, una estructura complicada y un mantenimiento difícil. Los metales no pueden absorber los láseres con una longitud de onda de 10.6 μm muy bien, no puede usar fibras ópticas para transmitir láseres y causa plasma severo inducido por plasma durante la soldadura.
Los primeros láseres de CO2 se desarrollaron en la dirección de aumentar la potencia del láser, pero cuando la potencia del láser alcanzó ciertos requisitos, se valoró la calidad del rayo láser y el desarrollo del láser cambió para mejorar la calidad del rayo. Los láseres de CO2 de tipo losa enfriados por difusión cerca del límite de difracción tienen buena calidad de haz,expansor de rayo láser son ampliamente utilizados desde su lanzamiento, especialmente en el campo del corte por láser.