激光器的时间特性
发布时间:2013-12-30   浏览:1,307   调整大小: 16px  14px  12px

激光器的时间特性

激光器的时间特性

以激光器的时间特性分类,可分为连续激光器和脉冲激光器。在激光加工技术中,对于打孔、点焊等加工部位局限于个别点,常采用脉冲或低重复预率激光器.对于切别缝、想接缝,打标等被加工是连续部位,常采用连续激光器或高重复频率激光器;而对于材料、尤其是金属材料的精密加工,常采用飞秒级的超短脉冲激光器。

1.连续激光:连续激光是指工作物质被连续泵浦,激光器输出连续恒定的激光。大多数气体激光器、部分固体激光器、半导体激光器、染料激光器都可以连续泵浦输出激光。对于连续激光器件来讲,用输出功率P来描述,其时间特性没有特殊的衡量指标。

2.普通脉冲激光:脉冲激光的时间特性主要用脉冲宽度来衡量。脉冲宽度是指半功率点之问的时间间隔,也称为脉冲持续时间。采用脉冲泵浦方式,可以得到普通脉冲激光。例如,用脉冲叔灯泵浦Nd:YAG棒,Nd:YAG激光器翰出波长1064nm,脉冲宽度为毫秒量级的脉冲红外光。

不同的激光加工对激光的脉冲宽度有不同的要求。激光焊接,常用的脉冲宽度为1~l 0ms,,脉冲能量为1至几十焦耳,激光打孔和切割,常用的脉冲宽度为0. 1-2ms,脉冲能址为0。5-20J,峰值功率为l0kW量级,重复频率小于300Hz

3.调Q脉冲激光:采用调Q技术,可以压缩脉宽,提高激光的峰值功率。例如,采用电光调Q技术,可以得到脉宽为纳秒量级、脉冲峰值功串为百兆瓦以上的巨脉冲。采用声光调Q技术对连续输出的Nd:YAG激光器进行调制,可以获得脉宽为100ns、重复频率在0 - 20kH z,峰值功率达数百千瓦的高重复频率激光,在激光打标机等激光加工中有广泛的应用。

4.超短脉冲激光:采用锁模技术,可以大大压缩脉宽,得到峰值功率极高的激光输出。采用锁模技术输出的超短脉冲激光,脉宽在亚皮秒至飞秒数量级。目前飞秒激光器可输出短至6fs的激光脉冲。近几年,以掺钛蓝宝石为工作物质的飞秒激光放大系统,已实现了几十飞秒脉宽下输出250mJ能量,峰值功率达3X10¹²W。这样高的峰值功率在激光加工中,与材料的热扩散速度相比,能更快地在激光服射部位注入能量,即使是热扩散较快的金属材料,也能提高加工精度,所以特别适合金属的精密加工。

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