1.激光頭的前言：

任何物質(zhì)都由分子原子組成。進(jìn)一步的分析表明，原子中存在諸如電子，質(zhì)子和中子的粒子。由于電子核周圍的電子旋轉(zhuǎn)距離不同，原子可以分為不同的能級(jí)。一般而言，具有最低能級(jí)的原子態(tài)稱為基態(tài)。能級(jí)高于基態(tài)的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。當(dāng)處于激發(fā)態(tài)的原子在沒(méi)有外部信號(hào)的情況下自發(fā)地變?yōu)榈湍軕B(tài)時(shí)產(chǎn)生的光輻射被稱為自發(fā)輻射。最初處于高能級(jí)E2的粒子被具有外部能量（例如，光照射）的光子激發(fā)，以發(fā)射與入射光子相同的光子并轉(zhuǎn)換成低能級(jí)E1。發(fā)射光子的頻率由兩個(gè)能級(jí)之間的能量差確定，即hν= E2-E1

在獲得能量之后，原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)（即激發(fā)態(tài)），其以光子的形式發(fā)射能量。由受激輻射發(fā)射的光的這種放大是激光名稱的起源。激光是光子隊(duì)列感應(yīng)（激發(fā)）。它具有相同的光學(xué)特性和相同的速度。

2.激光頭激光的生成：

受激輻射光的放大條件如下：（1）激發(fā)能源 - 連續(xù)泵送介質(zhì)中的顆粒從低能級(jí)到高能級(jí); （2）獲得中子狀態(tài)，其中光子可以在外部激發(fā)能量的作用下輻射。根據(jù)激發(fā)物質(zhì)的不同，光可分為固體激光氣體。

YAG激光器：固態(tài)激光器，也稱為Nd.YAG，來(lái)自（Nd摻雜的釔鋁金剛石; Nd：y3a15o12）或釹摻雜的釔鋁石榴石晶體可以激發(fā)脈沖激光或連續(xù)激光，發(fā)射的激光器具有紅外波長(zhǎng)為1.064μmm。

光纖激光器：固體激光器是指使用稀土摻雜玻璃纖維（用SiO2作為基質(zhì)材料繪制的玻璃固體纖維）作為增益介質(zhì)的激光器。根據(jù)激光輸出波長(zhǎng)的波段，分為S波段（1460~1530 nm），C波段（1530~1565 nm）和L波段（1565~1610 nm）

CO2激光：氣體激光。在CO2激光器中，主要工作物質(zhì)由CO，氮和氦組成。其中，CO是產(chǎn)生激光輻射的氣體，氮?dú)夂秃馐禽o助氣體。在放電期間，放電管中混合氣體中的氮分子由于電子的撞擊而被激發(fā)。此時(shí)，激發(fā)的氮分子碰撞而CO分子，N2分子將其能量轉(zhuǎn)移到CO2分子，CO分子從低能級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣芗?jí)，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并發(fā)射激光

盤(pán)式激光器：固態(tài)激光器，也稱為盤(pán)式激光器，與激光工作物質(zhì)形狀的傳統(tǒng)固態(tài)激光器本質(zhì)上不同。將傳統(tǒng)固體激光器的棒狀晶體轉(zhuǎn)換成圓盤(pán)狀晶體的創(chuàng)新理念將固體激光推向了一個(gè)新的時(shí)代。盤(pán)式激光器由于其優(yōu)異的光束質(zhì)量和轉(zhuǎn)換效率而廣泛用于工業(yè)制造。

半導(dǎo)體激光器:(二極管激光器）一種使用一定量半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)來(lái)產(chǎn)生激光的器件。其工作原理是通過(guò)一定的激發(fā)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體物質(zhì)能帶（導(dǎo)帶和價(jià)帶）之間或半導(dǎo)體物質(zhì)能帶與雜質(zhì)（受體或供體）能級(jí)之間的不平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。模式。當(dāng)組合了反向粒子數(shù)狀態(tài)的大量電子和空穴時(shí)，發(fā)生受激發(fā)射。常見(jiàn)的工作材料是砷化鎵（GaAs），硫化鎘（CdS），磷化銦（InP）和硫化鋅（ZnS）

（1）單色激光具有極高的單色性，并且難以通過(guò)來(lái)自其他光源的光到達(dá)。

（2）定向激光束具有良好的方向性，即光發(fā)散度小。

（3）相干相干是區(qū)分激光和普通光源的重要特征。

（4）與其他光束一樣，具有高能量密度的激光束可以通過(guò)凸面鏡或金屬鏡聚焦。

3.激光頭的比較：

++最大輸出功率：

1）光纖激光器達(dá)到50kw，

2）YAG固態(tài)激光器為6kw，

3）3）CO2激光達(dá)到20kw，

4）磁盤(pán)激光達(dá)到8kw。 

++使用比較：

1）YAG激光輸出波長(zhǎng)為1.06um，比CO2激光波長(zhǎng)10.06μm小一個(gè)數(shù)量級(jí)，與金屬耦合效率高，加工性能好（800W YAG激光器的有效功率相當(dāng)于3KW CO2激光功率）;

2）YAG激光器可以與光纖耦合，激光束可以通過(guò)時(shí)分和功率分割的多通道系統(tǒng)方便地傳輸?shù)蕉鄠€(gè)站或遠(yuǎn)程站，從而實(shí)現(xiàn)激光的靈活處理;

3）YAG激光器可以工作在脈沖模式和連續(xù)模式。脈沖輸出可通過(guò)Q開(kāi)關(guān)和鎖模技術(shù)獲得短脈沖和超短脈沖，使加工范圍大于CO2激光器。

4）YAG激光器結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，使用方便可靠，維護(hù)要求低，應(yīng)用前景廣闊。

5）激光器的缺點(diǎn)。

++光纖激光器的優(yōu)點(diǎn)：

1）光纖激光切割機(jī)光電轉(zhuǎn)換率高，光電效率超過(guò)20％，大大節(jié)省了運(yùn)行成本。

2）光纖激光器無(wú)需調(diào)整，維護(hù)和高穩(wěn)定性。

3）光纖激光器使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單。

4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小。

++光纖激光器的缺點(diǎn)：

+1）相位穩(wěn)定性不容易做好;

+2）非金屬材料和厚金屬不能切割。

+3）方面：光束參數(shù)乘積（光束參數(shù)乘積遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角半角×近場(chǎng)）

++光束半徑：

1）光纖激光器小于2.5，

2）YAG固態(tài)激光器約為25，

3）CO2激光達(dá)到6，

4）磁盤(pán)激光器約為8。

++半導(dǎo)體泵壽命：

1）光纖激光器可連續(xù)工作超過(guò)100,000小時(shí)。 2）YAG固態(tài)激光器可以工作約1000小時(shí)，3）CO2激光器預(yù)計(jì)工作約50,000小時(shí)，4）光盤(pán)激光器壽命約為10,000小時(shí)，

++維護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本/小時(shí)（4 / 5Kw）：

1）光纖激光器每小時(shí)2美元。

2）YAG固態(tài)激光器每小時(shí)35美元，

3）CO2激光器每小時(shí)20美元。

4）CD激光器每小時(shí)8美元。

光纖激光器是近年來(lái)發(fā)展迅速的固態(tài)激光器。其激光結(jié)構(gòu)獨(dú)特而創(chuàng)新。輸出高質(zhì)量光束，激光功率超過(guò)25kW。由于其結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，應(yīng)用動(dòng)力好，在相當(dāng)多的領(lǐng)域逐步取代了傳統(tǒng)的Nd：YAG激光器和CO2激光器。

4.激光頭的應(yīng)用：

1）切削速度快，熱影響區(qū)小，工件切削部位熱影響層深度0.05-0.1mm，熱變形小。

2）狹縫，一般0.1~1毫米，切口質(zhì)量好，邊緣光滑，無(wú)邊緣塌陷，無(wú)切削殘留。

3）修剪沒(méi)有機(jī)械應(yīng)力，工件變形最小。

4）無(wú)工具磨損，無(wú)接觸能量損失，無(wú)工具更換。切割過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

5）激光束聚焦后功率密度高，可切割各種材料，如高熔點(diǎn)材料，硬脆材料等。

6）切割可以在沒(méi)有真空裝置或任何氣體環(huán)境的大氣中進(jìn)行。

WSX：激光束焊接頭焊接

1）激光能量密度高，這對(duì)于具有高熔點(diǎn)和高導(dǎo)熱率的焊接材料特別有利。

2）焊縫寬寬比大，比能量小，熱影響區(qū)小，焊件變形小。它特別適用于精密和熱敏部件的焊接。通?？梢允÷院负笮Ｕ幚砑夹g(shù)。

3）通常不添加填充金屬。

4）激光可以通過(guò)透明體焊接，以防止污染和雜質(zhì)腐蝕。它適用于真空儀器組件的焊接。

5）焊接系統(tǒng)靈活性高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

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