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O princípio e desenvolvimento de equipamentos a laser de CO2

2020-05-15 14:24:32


Princípio do laser de CO2:


O laser de CO2 é um tipo de laser molecular, a substância principal são as moléculas de dióxido de carbono. Como outros lasers a gás, o princípio de funcionamento dos lasers de CO2 é mais complicado.

Existem três movimentos diferentes de moléculas:

1. Ou seja, o movimento de elétrons em uma molécula, que determina o estado de energia eletrônica da molécula;

2. A vibração do átomo na molécula, isto é, o átomo na molécula vibra ciclicamente em torno de sua posição de equilíbrio - e depende do estado de energia da vibração molecular;

3. Rotação da molécula, ou seja, a molécula gira continuamente no espaço como um todo. Este movimento da molécula determina o estado de energia rotacional da molécula. O movimento molecular é extremamente complexo, então o nível de energia também é muito complexo.

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Em um laser de CO2, a principal substância de trabalho é composta de CO, nitrogênio e hélio. Entre eles, o COé um gás que gera radiação laser, e nitrogênio e hélio são gases auxiliares. A adição de hélio pode acelerar o processo de relaxamento térmico no nível 010, o que é benéfico para a evacuação dos níveis de laser 100 e 020. A adição de nitrogênio atua principalmente como uma transferência de energia no COlaser, para

O acúmulo de partículas de nível de energia no COO laser e a produção de laser de alta potência e alta eficiência desempenham um papel poderoso.

Diagrama do nível de energia de COtransição molecular do laser Condição de excitação do COlaser: no tubo de descarga, geralmente é introduzida uma corrente CC de dezenas de mA ou centenas de mA. Durante a descarga, as moléculas de nitrogênio no gás misto no tubo de descarga são excitadas pelo impacto dos elétrons. Neste momento, as moléculas de nitrogênio excitadas colidem com o COmoléculas. As moléculas de N2 transferem sua energia para as moléculas de CO2. O COas moléculas passam do nível baixo de energia para o alto nível de energia para formar uma inversão do número de partículas e emitir luz laser.



Características de desenvolvimento:

Os lasers de CO2 têm as desvantagens de grande volume, estrutura complicada e manutenção difícil. Os metais não podem absorver lasers com um comprimento de onda de 10,6 μm muito bem, não pode usar fibras ópticas para transmitir lasers e causar plasma grave induzido por plasma durante a soldagem.

Os primeiros lasers de CO2 se desenvolveram na direção do aumento da potência do laser, mas quando a potência do laser atingiu certos requisitos, a qualidade do feixe de laser foi avaliada e o desenvolvimento do laser mudou para melhorar a qualidade do feixe. Os lasers de CO2 do tipo laje resfriados por difusão próximos ao limite de difração têm boa qualidade de feixe,lente e expansor de raio laser são amplamente utilizados assim que são lançados, especialmente no campo do corte a laser.