高功率轴快流CO_2激光器气体压力控制

在采用轴快流 CO2 激光器进行激光切割过程中 ,保证工作气体压力工作在最佳状态并保持其恒定 ,是激光器输出连续、稳定功率的必要条件和关键技术之一。本文采用带积分分离的智能 PID控制算法对工作气体压力进行调节。该过程控制算法简单实用 ,实验证明有效地提高了气体压力控制精度 ,改善功率控制精度和稳定性     

大功率CO2激光器尾镜取样功率测控的研究

激光功率是激光器中最基本的参数,激光功率的稳定、准确将对激光加工等领域产生直接而巨大的影响.在大功率CO2激光器功率测控系统中,采用尾镜即全反球面镜漏光进行激光功率采样,并通过西门子S7-200PLC实现对整个系统的激光功率测控,可以有效提高对激光器的控制精度和稳定性,且不影响激光输出     

CO_2气动激光器的增益和功率

本文报导一种CO_2气动激光器结构的小信号增益和辐射功率的试验及理论研究,以确定增益和激光功率的最佳气体温度、压力和气体组份,激光器运转采用两种混合物(CO_2-N_2-He和CO_2-N_2-H_2O),温度在800～2200°K,压力为2～16个大气压,并采用各种不同气体组份。对于这种激光器,增益的最佳气体温度约为1500～1600°K,功率的最佳气体温度大于2200°K。发现He或H_2O的浓度分别小于10％和1％时,各种气动激光器无振荡。本文对确定增益的各种动力过程及确定激光功率的各种激光器谐振腔参数进行了鉴定,对它们预估增益和功率的能力进行了理论的评价。在大多数情况下,增益理论得出极好的定量结果,而功率理论仅得出定性的结果。获得激光功率约为2千瓦。     

光泵THz激光器输出特性的影响因素分析

设计稳定可靠的THz激光器, 缩小THz激光器的体积一直是THz领域的研究热点。基于速率方程组, 建立了光泵THz激光器的理论模型。数值模拟和分析了不同工作温度、腔内压强、腔尺寸、泵浦光波动等因素对THz激光输出产生的影响。研究结果表明: 泵浦光功率越高, THz激光输出对工作温度的变化越敏感, 则越有必要建立稳定可靠的温度控制系统;在保持功率输出一定的前提下, 通过适当提高THz激光腔内工作气体压强, 可以缩小THz激光器的体积;泵浦光功率越低, THz激光的输出性能对泵浦光功率波动及频率漂移越敏感, 此时, 需要对泵浦光稳定性进行控制, 更为关键的在于控制泵浦光的频率稳定性。     

射频板条CO2激光器整形光路自适应调节研究

为了解决射频板条CO2激光器因安装或腔镜热畸变造成的光路偏移问题,采用外光路偏移补偿的方法对其进行校正。研究了基于压电陶瓷的偏移补偿装置,设计了压电陶瓷驱动电路,并分析了控制精度和自适应控制方法。结果表明,通过偏移补偿装置,激光输出功率在任何占空比下均可达到或超过标准参考功率值,并通过对比有无自适应调节,激光输出功率最大相差100W,且可保持激光输出功率在2h运行中波动小于2%。此项研究可保证激光器高效运行,提高激光器的输出功率和模式的稳定性,具有较大的实用价值。     

40A/500V氩离子激光器稳流电源

氩离子激光器是在可见光范围内连续输出激光功率最高的一种气体激光器,应用面较广。许多场合要求其输出激光功率稳定,因此,研制性能稳定、控制精度高的稳流电源,在国内外都是一项课题。我们运用晶体管多管串并联调整管方案,获得了一个稳流精度高、可靠性强和经济适用的氩离子激光器稳流电源,已转工厂批量生产,效果较好。     

高稳定性半导体激光器功率控制电路设计和测试北大核心CSCD

有些飞行器的表面安装有基于半导体激光器模块的激光信标系统,用于发出指定功率的稳定光束来配合地面光电系统对激光信标的捕获、识别和跟踪。针对该激光信标系统在宽温度范围下的高功率稳定性需求,设计了两种半导体激光器模块功率控制电路,分别对激光输出功率进行闭环控制和开环控制,采用国产和进口的激光器分别测试了两种控制电路在高低温下的功率控制效果,测试结果表明定电压开环控制电路的控制效果优于定功率闭环控制电路。     

金属波导连续光泵气体太赫兹激光器

针对紧凑型光泵气体太赫兹激光器(OPTL)技术,设计并研制了全金属波导结构的气体太赫兹(THz)激光器原理样机.THz激光器工作介质为CH_3OH气体,最佳工作气压30 Pa,在波长9.69μm、连续功率44 W的9P(36)支CO_2激光泵浦下,实验测得在2.52 THz频点输出功率150 m W,光子转换效率为8.4%.研究THz激光输出功率与CH_3OH工作气压、泵浦光功率的关系、以及THz激光输出稳定性,并通过压电陶瓷对THz激光腔长进行精密调节,同时测量输出功率的变化情况,讨论了金属波导THz激光器的纵模特性.实验工作与结果为下一步紧凑型折叠波导腔全金属OPTL的研制提供了参考.     

CO_2气动激光的增益和功率

本文报导一种CO_2气动激光结构的小信号增益和辐射功率的实验和理论研究,以确定增益和激光功率的最佳气体温度、压力和气体成分。激光器用二种气体混合物(CO_2—N_2—He和CO_2—N_2—H_2O),在温度800～2200°K、压力2～16大气压、以及广泛的气体成分范围条件下运转。此激光器,对增益来说最佳的气体温度大约是1500～1600°K,对功率来说,高于2200°K。发现当He或H_2O的浓度分别低于10％和1％时,气动激光器不振荡。分析了为建立增益的各种动力学过程和决定激光功率的各种激光光腔参数。估计了理论用于确定增益和功率的可能性。在大多数场合,增益理论给出了很好的定量结果,而功率理论仅给出定性的结果,得到的激光功率约2瓩。     

500W封离式CO_2激光器

目前，激光材料加工业具有两个明显的发展势头，即寻求更长的工作寿命和更高的激光功率，这促使封窝式CO2激光器市场以稳健的步伐持续增长。美国相干公司最近推出的K500型激光器输出功率可达500W，设计寿命达20000～25000h；是世界上迄今为止输出功率最高的封离式CO2激光器。这一型号的激光器是在相干公司Diamond系列封离式气体激光器基础上的延伸，它们均采用了射频板条激励技术。采用这种技术的主要优点是激光器结构紧凑；在传统的气体激光器中激光输出功率和放电管长度成正比，而在这种新型的激光器中激光输出功率与其短形电极的面积…     

手机按键面板光纤激光切割工艺研究

采用光纤激光精密切割系统,进行了手机金属按键面板的切割实验,研究了输出功率、切割速度、重复频率、脉冲宽度、辅助气体及气压等参数对手机金属按键面板切割质量的影响.通过试验和分析,获得了最佳工艺参数.采用激光器的输出功率为25 W、重复频率为1 800 Hz和脉冲宽度为0.3 ms,辅助气体O2压为0.25 MPa,扫描速度为8 mm/s,切割出高质量的手机按键面板.     

9.3μm射频激励板条波导CO2激光器的研究

为了得到9.3μm的激光输出,采用比较5种CO₂同位素气体小信号增益系数的方法,进行了理论分析。选择同位素气体12C18O₂作为射频激励板条波导CO₂激光器的工作介质,进行了实验验证,得到了9.3μm的激光输出;并对激光器的工作气压进行优化,在10.00kPa的工作气压下,得到了最大96W的功率输出。结果表明,12C18O₂的中心波长在9.3μm附近,且可得到高功率的激光输出。该研究有利于9.3μm CO₂激光器的国产化,以及提高核心部件的国产化率。     

延长千瓦级CO_2激光器工作气体使用时间

ＪＫ－１３型２ｋＷ横流式ＣＯ_２激光器,在每天漏气速率为０．４ｋＰａ～０．５３ｋＰａ的条件下,采用排气逐步降低工作气压和更新部分工作气体的方法,工作气体使用时间达５００ｈ以上,激光器的输出功率平均为１．６ｋＷ,电光转换效率平均为 １５％,工作气体还能继续使用。     

高单脉冲能量重复频率TEA CO2激光器

为了满足激光推进、光电对抗等应用领域的需要,研制了一台高单脉冲能量高重复频率新型TEA CO2激光器。采用紫外(UV)预电离双路Ernst石墨电极串并联放电结构、超薄水冷不变形镜折叠腔、双回路直冷式封闭循环流动系统和高压大电流快脉冲开关电源等技术,解决了高功率高压电容充电、高气压大体积均匀辉光放电、高气压高速均匀流场、激光谐振腔和高脉冲能量、高重复频率脉冲激光输出等技术难题。成功研制了一台最大脉冲激光能量92 J,重复频率35 Hz,激光输出发散角1.4 mrad,脉冲能量稳定性0.8％,平均功率大于3000 W的脉冲激光器。     

固体推进剂燃烧驱动连续波CO_2气动激光工作特性的数值计算

配合所建立的固体推进剂燃烧驱动ＣＯ２气动激光实验系统，对固体推进剂燃气与高压空气的掺混特性和该种气动激光的工作特性进行了数值模拟计算，有助于获得较为理想的激光工作介质和较高的激光功率输出。     

长期运行大功率CO_2激光器中工作气体研究

给出２ｋＷＣＯ２横流式激光器长期运行时激光器输出功率的衰减规律。研究了工作气体对激光器输出功率的影响；对提高大功率ＣＯ２激光器的使用寿命，作了有益的试验研究，提供了较为完整的数据。     

心血管支架的光纤激光切割工艺

心血管支架植入手术是目前治疗心血管疾病的首选方案之一。采用光纤激光精密切割系统,研究了激光输出功率、切割速度、重复频率、脉冲宽度、辅助气体及气压等参数对心血管支架切割质量的影响。通过实验和分析,获得了最佳切割工艺参数:输出功率为7W,脉冲宽度为0.15ms,重复频率为1500Hz,扫描速度为8mm/s,辅助氧压为0.3MPa。采用该工艺参数,切割出了高质量的心血管支架。     

高功率轴快流CO2激光器控制系统的研制

为了提高高功率轴快流CO2激光器的稳定性和智能化程度,以满足激光加工的需要,采用可编程逻辑控制器和尾镜取样功率稳定技术,研制出了以西门子可编程逻辑控制器为核心的高功率轴快流CO2激光器控制系统,并在4kW轴快流CO2激光器上进行了实验验证,取得了气压稳定度、功率稳定度、放电波形以及激光模式等实验数据,气压波动小于±50Pa,功率稳定度达到±0.1%,并可实现连续、脉冲、超脉冲放电。结果表明,该套控制系统可以满足高功率轴快流CO2激光器的控制需求,提高了高功率轴快流CO2激光器的稳定性和智能化程度。