2kW射频板条CO2激光器射频频率漂移特性研究

为了研究射频板条CO2激光器射频频率波动对输出光束的影响,采用等效电路分析和实验测量的方法研究了射频频率对激光器输入输出特性的影响。计算得到射频频率变化2MHz时引起的阻抗实部变化率为0.01%,说明射频频率漂移对放电部分等效电路参量影响很小。射频频率采用79.4MHz,80.0MHz,80.7MHz,81.4MHz,82.0MHz和82.7MHz,以设计频率81.4MHz对应的输出功率为基准,占空比设置为80%时,频率漂移1MHz则激光功率下降约150W。激光功率随频率变化趋势与理论结果一致。结果表明,射频频率变化引起的阻抗匹配问题是导致输出功率波动的主要原因,可以通过改进匹配网络来克服射频频率的波动对激光器性能的影响。     

大功率CO2激光器输出光束远场光强分布测量

本文描述了用二维扫描法测量大功率TE CW CO2激光器输出光束远场光强分布的实验方法.并对测量系统的可靠性、实用性进行了分析,给出了对2kW TE CW CO2激光器的实际测量结果.     

2kW射频板条CO_2激光器输出光束整形特性研究

针对2kW射频板条CO2激光器离轴负支非稳波导混合腔的近场分布存在较多高空间频率分量,导致聚焦后会产生不可忽略的旁瓣,无法直接应用于激光加工的问题,对谐振腔的近场分布使用特征向量法和矩形波导的解析表达式进行了数值模拟和实验研究。并结合Collins公式研究了输出光束整形过程中光场分布的变化和整形系统中空间滤波器的优化设计。理论和实验结果表明:激光器输出光束在整形前为有较多高空间频率振荡的长条形的简单象散光束。通过带空间滤波器的整形系统消除旁瓣,并将初始的长条形的简单象散光束整形成近圆形、近基模高斯分布的光束。整形后的光束非稳方向的光束质量因子M2为1.1,波导方向M2为1.08。     

射频板条CO2激光器放电特性的数值研究

给出了射频板条ＣＯ２激光器α型放电集总参数等电电路模型。计算了谐振放电状态下集总参数的电路方程得到了沿激光器电极长度方向上的电压幅度和相位的分布,沿电极最小的相对电压幅度起伏约为１．２７％,由模型推导出用宏观测量参数表示的ＲＬＰ和Ｅ／Ｐｇａｓ的计算公式,不同于ＲａｌｆＭａｌｚ的结果,建立了射频板条ＣＯ２激光器的实验装置,获得了均匀射频放电和ＣＯ２激光。     

射频板条CO2激光器并联谐振条件的研究

本文利用周期性网络模型计算了射频板条ＣＯ２激光器电极的纵向电压分布，探讨了并联谐振技术在板条器件中获得成功运用的原因。提出了利用并联谐振技术进一步提高电压分布均匀性的两个途径。     

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。     

射频板条CO2激光器波导耦合损耗的理论研究

本文利用一维自由空间模展开开法计算了射频板条ＣＯ２激光器中金属板条波导的耦合损耗,发现波导耦合损耗与激光器谐振腔镜的配置方式密切相关,经分析找到一种可以获得最小合损耗的设计方案。     

新光束CO2激光器

本文报道将λ／２位相片置于腔内，抑制高阶模振荡，在全内腔ＣＯ２激光器中首先实现了新光束输出。     

板条CO2激光器的性能改善

自从第一次在工业上将ＣＯ2激光器用于材料处理以来,人们一直在努力改善这些激光器的性能、减小体积和运转成本、提高可靠性及加工效率,主要的进展有:射频和脉冲直流激发、新型密封等离子体管、流动气体激光器抽运的改进和牢固的全金属结构。例如,目前低、中功率(<平均功率500Ｗ)全密封脉冲板条ＣＯ2激光器尺寸要比流动气体激光器小得多,并仍能为材料加工提供足够的功率。减小激光器体积　　ＣＯ2激光器的两个主要部分是:激光头(振荡器)和电源。激光头的大小与它的设计、输出功率和效率有关。输出功率越高,激光器的尺寸越大,而尺寸的增加则…     

3kW射频板条CO2激光器抛物面非稳波导腔研究

为了提高传统球面镜腔3kW射频板条CO2激光器光束质量,设计了新型抛物面镜负支非稳-波导混合腔;结合标量光束的瑞利-索末菲衍射理论与特征向量法,研究了大菲涅耳数下镜面类型对非稳波导混合腔光场传输特性的影响;利用矩形波导理论、1维近似分析得出了波导传输损耗及偏振情况。结果表明,将非稳方向输出镜和尾镜改为与光轴交点处曲率半径为R1=951.32mm和R2=1088.68mm的抛物镜面,能够避免尾镜漏光,可有效改善模式鉴别特性;常用波导电极镀膜材料中,镀铝电极内波导方向传输损耗最小,传输光场为x偏振的EH1模。采用电极镀铝的抛物面非稳波导腔能够降低损耗、提升光束质量。     

内腔式新型光束CO2激光器

本文综述了内腔式新型光束ＣＯ２激光器的发明与发展，新型光束的特征是，激光功率分布高度集中，亮度高，发散角小，其传输路径有别于ＴＥＭ∞模高斯光束的双曲线型，是一种特殊的光束，文中还预测了其应用前景与器件技术的再发展。     

射频激励CO2波导激光器

本文报导了射频激励CO2波导激光器的运行情况.其最大输出功率为21W,效率高于10%.讨论了内径尺寸、波导制造技术及气体混合物的影响.     

列阵射频CO2激光器研制

本文介绍一种三列阵射频CO2激光器。采用藕合隙技术,获得相干光输出功率35W,效率约10%。测试了光斑远近场分布。     

射频激励CO2激光器综述

综述了射频激励CO2激光器的发展历史和优异性能,对扩散冷却全金属结构射频激励CO2激光器的技术要点,从射频激励技术,实验原则,装置结构,扩散冷却,射频激励特征等几个方面进行了全面的论述。     

射频板条CO_2激光器并联谐振技术的研究

本文利用周期性网络模型计算了射频板条CO2激光器电极的纵向电压分布．探讨了并联谐振技术在板条器件中获得成功运用的原因．提出了利用并联谐振技术进一步提高电压分布均匀性的两个途径．     

半导体侧面抽运板条激光器光束质量优化

为了优化高功率板条激光器的光束质量, 采用提高单侧基模光束的尺寸来限制腔内部分高阶模式振荡的方法, 针对半导体侧面抽运板条激光器, 测量了激光器在抽运状态下水平和竖直方向热焦距, 建立了热透镜等效模型, 并以平-平腔为参考, 设计了水平和竖直方向单侧基模尺寸均会扩大的平-凹腔。验证了对于激光介质截面尺寸固定的板条激光器, 扩大单侧基模尺寸可以限制高阶模式从而优化光束质量, 并提出了进一步优化板条激光器性能的研究方法。结果表明, 当平-凹腔的腔长为370mm时, 输出功率为59.9W, 水平方向M2因子由平-平腔的115.6显著优化至32.9, 竖直方向M2因子由116.4显著优化为60.9。该研究对于板条激光器获得高质量输出及相关应用有实际意义。     

板条激光器光束质量评价及提高光束质量的方法

针对板条激光器输出光束形态为条形的特点,分析了各种光束质量评价方法对板条激光器输出光束质量评价的适用性,并选出了一种最适合板条激光光束质量的评价方法。高功率板条激光器要输出高光束质量的光束,可以在板条激光器的设计阶段采用相关技术来提高输出光束质量,对输出后有像差的光束可经整形后,采用自适应光学技术来提高光束质量。     

射频波导CO2激光器取得重大进展-三列阵CO2激光器研制成功

西南技术物理所射频激励列阵波导CO2激光器研究取得重大进展,最近研制出三列阵射频波导CO2激光器。国内目前尚无此种三列阵器件,器件输出功率已达8.0W,效率8%。