kW级低阶模CO_2激光在金属切割和焊接上的应用

激光切割、焊接是激光加工的重要应用方面,由于光束质量的限制,我国生产的高功率CO_2激光器多数用在热处理领域。最近,我们在2kW 多模输出的闭环横流 CO_2激光器上,成功地获得了千瓦级低阶模(TEM_(mn),m n≤2)激光输出,并对一些金属材料进行了切割、焊接试验。实验用的千瓦级低阶模激光器结构参见     

高功率横流CO2激光器的新型管板式电极

提出一种更适用于焊接等场合的低阶模输出的新型管板式电极。阳极块长边沿阴极管方向,提高了放电均匀性和稳定性,增加了有效放电长度;阳极沿气流方向的长度和阴阳两极之间的距离根据输出模式确定,可充分利用激活体积,提高选模激光光电转换效率;其放电均匀稳定,可减小限流电阻值,降低外电路电功损耗。与现有管板电极相比,可提高注入到激活体积内的电功率密度,明显提高选模激光输出功率和总体效率。多模输出时直接光电转换效率可达20%;低阶模TEM11输出时光电转换效率可达15%,激光器总效率达8%。该电极结构适用于国内生产的横流CO2激光器,在不同模式输出时均能获得较高的光电转换效率,从而使其更好地应用于焊接等低阶模输出场合。     

一种自热式阴极的横向放电特性

本文以石墨阴极为例介绍了一种自热式阴极的横向放电特性,指出热电子发射是该阴极的主要机理。     

高功率CO_2激光束发散角的测量

理论和实验研究了高功率CO_2激光器的光束发散角测量。对三种不同测量方法进行了理论分析,给出了相应公式和计算曲线。