Кратко опишите СО2-лазер и блок питания СО2-лазера.
Углекислотный лазер представляет собой газовый лазер, основным рабочим веществом которого является газ CO 2 (CO 2 : N2: He=1:7:20). СО 2 -лазер состоит из разрядной трубки, резонатора и электрода. При добавлении высоковольтной накачки постоянного тока газ в разрядной трубке излучает свет (длина волны на выходе составляет 10,6 мкм). По сравнению с другими типами лазеров CO 2 -лазер более широко используется в области промышленной обработки, особенно при лазерной сварке и лазерной резке, имеет уникальные преимущества:
(1) Среди всех газовых лазеров СО 2 -лазер имеет более высокую эффективность преобразования энергии, а его выходная мощность может достигать сотен тысяч ватт.
(2) Выходная полоса CO 2 -лазера составляет 10,6 мкм, полоса пропускания при потерях воздуха очень мала, почти не зависит от факторов окружающей среды, может работать в любую погоду, по сравнению с другими выходными характеристиками лазера, CO 2 -лазер больше в соответствует требованиям промышленного применения.
(3) По сравнению с другими газовыми лазерами ширина выходной спектральной линии CO 2 -лазера шире.
Источник питания CO 2 -лазера представляет собой высоковольтный импульсный источник питания постоянного тока. Рабочие характеристики СО 2 -лазера определяют характеристики его питания накачки, которые в основном отражаются в следующих аспектах:
(1) условия светового разряда смешанного газа в лазерной разрядной трубке очень жесткие, обычно необходимо обеспечить высокое напряжение 20–50 кВ на обоих концах разрядной трубки (разрядные трубки разной длины и разного внутреннего диаметра имеют разное световое напряжение) , общий линейный источник питания регулятора напряжения или импульсный источник питания не может обеспечить это напряжение.
(2) Когда лазерная трубка начинает разряжаться, напряжение свечения велико. При постепенной стабильности работы напряжение на обоих концах воздушной полости постепенно снижается, а ток тлеющего разряда постепенно увеличивается. Следовательно, источник питания лазера должен иметь адаптивную выходную способность.
С ростом зрелости производственной отрасли лазерной обработки CO 2 -лазер постепенно широко используется в традиционных областях ручной или другой механической обработки, таких как лазерная сварка, лазерная резка, лазерная штамповка и т. д., поскольку он также выдвигает более высокие требования к CO 2 . лазер и его блок питания. В основном это проявляется в следующих аспектах:
(1) В промышленных системах лазерной резки CO 2 -лазеры обычно должны иметь стабильную выходную мощность.
(2) При лазерной обработке, особенно при лазерной резке, лазерном сверлении и других областях, при резке различных материалов с помощью лазера, поскольку размер самого материала составляет 10,6 мкм, при резке различных материалов выходная мощность лазера также должна быть правильно отрегулирована, что То есть выходная мощность лазера должна быть стабильной и непрерывной.
(3) В некоторых случаях требуется, чтобы несколько CO 2 -лазеров работали параллельно. Например, в системе лазерной вышивальной машины многие лазеры должны работать с одинаковой скоростью в одно и то же время, или выходной сигнал лазера должен быть сфокусирован вместе в системе фокусировки лазерной энергии. Хотя эффективность преобразования энергии CO 2 -лазера может достигать 30-40%, если эффективность одного источника питания лазера низкая, другие лазеры будут тратить много энергии. Таким образом, эффективность одного источника питания лазера оказывает ключевое влияние на общую энергоэффективность системы лазерной резки.
В контексте промышленного применения CO 2 -лазер выдвинул более высокие требования к характеристикам накачки, в основном следующим образом:
Высокая стабильность - требуется, чтобы лазер производил стабильный выходной сигнал;
Высокая надежность - источник питания лазера необходим для поддержания надежности в различных сложных условиях;
Высокий КПД - высокая эффективность преобразования энергии блока питания лазера;
Управляемость — источник питания лазера должен иметь хорошую управляемость при управлении выходной мощностью лазера.
