Le principe et le développement des équipements laser CO2
Principe du laser CO2:
Le laser CO2 est une sorte de laser moléculaire dont la substance principale est les molécules de dioxyde de carbone. Comme les autres lasers à gaz, le principe de fonctionnement des lasers à CO2 est plus compliqué.
Il existe trois mouvements différents de molécules:
1. C'est-à-dire le mouvement des électrons dans une molécule, qui détermine l'état d'énergie électronique de la molécule;
2. La vibration de l'atome dans la molécule, c'est-à-dire que l'atome dans la molécule vibre cycliquement autour de sa position d'équilibre - et dépend de l'état d'énergie de vibration moléculaire;
3. La rotation des molécules, c'est-à-dire que la molécule tourne en continu dans l'espace dans son ensemble. Ce mouvement de la molécule détermine l'état d'énergie de rotation de la molécule. Le mouvement moléculaire est extrêmement complexe, donc le niveau d'énergie est également très complexe.
Dans un laser CO2, la principale substance de travail est composée de CO₂, l'azote et l'hélium. Parmi eux, CO₂ est un gaz qui génère un rayonnement laser, et l'azote et l'hélium sont des gaz auxiliaires. L'ajout d'hélium peut accélérer le processus de relaxation thermique au niveau 010, ce qui est bénéfique pour l'évacuation des niveaux laser 100 et 020. L'ajout d'azote agit principalement comme un transfert d'énergie dans le CO₂ laser, pour
L'accumulation de particules de niveau d'énergie sur le CO₂ laser et la sortie laser haute puissance et haute efficacité jouent un rôle puissant.
Diagramme de niveau d'énergie du CO₂ transition moléculaire du laser Condition d'excitation du CO₂ laser: Dans le tube à décharge, un courant continu de dizaines de mA ou de centaines de mA est généralement entré. Pendant la décharge, les molécules d'azote du gaz mélangé dans le tube à décharge sont excitées par l'impact des électrons. À ce moment, les molécules d'azote excitées entrent en collision avec le CO₂ molécules. Les molécules N2 transfèrent leur énergie aux molécules de CO2. Le CO₂ les molécules passent du niveau d'énergie faible au niveau d'énergie élevé pour former une inversion du nombre de particules et émettre une lumière laser.
Caractéristiques de développement:
Les lasers à CO2 présentent les inconvénients d'un grand volume, d'une structure compliquée et d'un entretien difficile. Les métaux ne peuvent pas absorber les lasers avec une longueur d'onde de 10,6 μm très bien, ne peut pas utiliser de fibres optiques pour transmettre des lasers, et provoquer de graves plasma induit par le plasma lors du soudage.
Les premiers lasers à CO2 se sont développés dans le sens d'une augmentation de la puissance du laser, mais lorsque la puissance du laser a atteint certaines exigences, la qualité du faisceau laser a été valorisée et le développement du laser s'est transformé en une amélioration de la qualité du faisceau. Les lasers CO2 de type dalle refroidis par diffusion proches de la limite de diffraction ont une bonne qualité de faisceau,expanseur de faisceau laser lensand sont largement utilisés dès leur lancement, notamment dans le domaine de la découpe laser.