脉冲Nd：YAG激光器在焊接中的应用

工业焊接应用的增长促进了焊接用激光器的发展。鉴于激光焊接具有快速、深穿透、可用焊料的品种多和较小焊点的优点，已广泛应用于医药、光子和电子工业领域，特别是需要对稀有材料的焊接和极精密零件线焊的场合，这些要求给Nd：YAG激光器的设计者和制造者提出了严峻的挑战。     

脉冲稳频Nd∶YAG环行激光器

我们在实现单频行波运转的脉冲Nd∶YAG环行激光器基础上,通过自动搜索补偿和快速稳频环路,获得脉宽为0.7ms,峰值功率大于100W,频漂小于1MHz的1.06μm稳频激光。     

Nd:YAG激光器在焊接中的应用

激光焊接在限制热影响区的尺寸、降低焊接表面的粗糙度、消除其机械影响等方面具有重要意义。以连续或脉冲模式工作的固体激光器都可以作为焊接源。目前使用的激光器具有很高的功率密度。固体掺钕激光器，如掺钕钇铝石榴石激光器(Nd：YAG)在工业上的应用已得到证明，这种激光器具有性能可靠、加工安全、控制简单的特点。发射的单脉冲功率可达10^7W或更高，可以极高的速度加工材料。具有高峰值功率的脉冲激光器的加工质量高于具有相同功率等级的平均功率激光器。高峰值功率可以克服贵金属材料如铜或铝的热扩散和反射，还可以利用单脉冲进行大体积焊接。通常，提高激光器的效率和能量是提高激光焊接质量和数量的先决条件。综合大量相关技术的Nd：YAG激光器可以对多种材料进行焊接，材料的厚度可以从几微米到几十毫米。本文对激光焊接近几年的发展历程及发展方向进行概述。     

板条型脉冲Nd∶YAG激光器的研究

本文研制了尺寸为124×12×6mm~3的Nd:YAG晶体板条型脉冲激光器,自由振荡单脉冲输出24J,器件总体效率2.5％,电光调Q单脉冲输出860mJ,脉宽12～15ns,Q开关效率72％。     

1444 nm YAG∶Nd大功率重复率脉冲激光器

三价钕离子激活的钇铝石榴石 ( YAG∶Nd3+)晶体具有复杂的能级图 ,原则上可在0 .94 1～ 1 .839μm范围内的数条谱线上获得激光振荡。一些论文指出使用 YAG∶ Nd3+激光器获得λ =1 4 44 nm重复率脉冲辐射的可能性。从生态学观点看 ,这种激光器是有意义的 ,因此 ,提高它的效率是迫切课题。在该谱线上获得高效振荡的主要问题是 ,振荡需在与其竞争的λ =1 0 6 4、1 31 8和1 357nm跃迁 (特别强的是λ =1 0 6 4 nm跃迁 ,它的跃迁截面是λ =1 4 44 nm跃迁截面的 9.1倍 )的背景中发生。为了消除这些跃迁的影响 ,必须使用高选择性共振腔。因此 ,…     

自注入高功率窄脉冲Nd∶YAG激光器

本文叙述在普通Q开关激光器中应用内腔注入技术和腔倒空技术产生单个高功率窄脉冲的Nd:YAG激光器。采用国产电开关元件解决了一组(三个)高压电脉冲之间的精密同步(≤±0.5ns)获得了单个脉冲宽度为1.5ns的激光脉冲。在单模工作时脉冲的峰值功率大于10MW,脉冲列幅度稳定性为±10％,重复率1～5pps。产生的脉冲可同步,可再现,同步跳动≤1ns。     

Nd∶YAG激光器在柴油机喷雾测量中的应用

开发出了一套使用 5 32nmNd∶YAG激光器作为激光源 ,用于柴油喷雾浓度及粒径测量的测试系统 ,具有测量环节少 ,精度高 ,可以测量真实柴油喷雾的特点 ;使用该系统 ,获得了柴油撞壁喷雾的浓度及粒径分布图 ,发现了喷雾内部存在拟序结构     

脉冲Nd:YAG激光器

美国加州Continuum公司设计的电光调制YAG激光器可用于工业生产和医学应用。     

平均功率3000W的MOPA脉冲Nd∶YAG激光器

报道了一种高平均功率的脉冲Nd∶YAG激光器。对四棒振荡两棒放大的主振荡功率放大器(MOPA)结构中晶体棒的失调角度允许范围进行了理论分析,并与六棒串接谐振腔结构中晶体棒失调角度允许范围进行比较。由比较结果可知,MOPA结构降低了晶体棒的串接精度要求,在相同的失调角度下,光轴的变化量小于腔内多棒串接谐振腔,有利于提高多棒脉冲激光器的安全性能,实现高平均功率、高脉冲能量输出。实验中激光器采用四棒振荡两棒放大结构,调整每根晶体棒的失调角度到允许范围内,在输入电功率87kW,占空比17%时,最高输出平均功率为3011 W,峰值功率17.7kW,最高单脉冲能量为67J,光束参数乘积为25.2mm.mrad。电光转换效率3.46%,长时间工作不稳定度小于2%。     

调Q脉冲紫外光Nd∶YAG激光器的研究

研制了一种大能量紫外光脉冲Nd∶YAG激光器。由漫反射聚光腔、VRM非稳腔、电光 调Q输出高光束质量基频激光;采用Ⅱ类KTP晶体倍频与Ⅱ类LBO 晶体混频,获得紫外 355nm激光输出;单脉冲能量达140mJ,光束发散角1. 5mrad, 1064～355nm光- 光转换效率达22. 2% ,重复频率5Hz,脉宽9. 7ns,光束直径6. 5mm。     

高能量激光二极管侧面抽运风冷Nd∶YAG脉冲激光器

介绍了一种激光二极管侧面抽运的风冷高能量Nd∶YAG激光器,当重复频率为30 Hz时,峰值功率可达到12 MW,脉冲宽度为11 ns。激光器重复频率为1~30 Hz可调,光光转换效率达到13.2%,激光输出波长为1064.2 nm,带宽为1 nm,光束质量因子M2为2.85。针对以往大功率激光器的冷却系统体积大的问题,采用半导体热电制冷(TEC)配合风扇的风冷系统,省去了体积庞大的水冷系统,为整机的小型化提供了可能性。     

二极管泵浦调Q高能脉冲Nd∶YAG激光器

德国InnoLas公司推出全二极管泵浦调Q高能脉冲Nd∶YAG激光器SpitLight-DPSS。SpitLight-DPSS的脉冲能量最高可以达到250mJ,脉宽10ns,重复频率0～200Hz,分为振荡器和振荡加放大两种结     

复合Nd∶YAG晶体及其在大功率蓝光激光器中的应用

从大功率蓝光激光器的特点入手分析了Nd∶YAG准三能级特性,通过理论上对比三种不同结构激光晶体内的温度场分布,指出复合晶体在降低激光晶体热沉积方面的有效性。并通过采用复合晶体得到473nm激光输出功率为1. 38W,泵浦光- 倍频光的光光转换效率达7. 5% ,证明了复合晶体的优越性。     

用Nd∶YAG激光器产生紫外光

波长266毫微米的紫外光的高功率脉冲通过下述方法产生,先把Nd∶YAG激光器产生的1064毫微米波长倍频为532毫微米,再用磷酸二氢铵(ADP)把这种绿光倍频为266毫微米。在266毫微米上得到的单高斯型横模的峰值功率为310瓦,而波长532毫微米的入射光之峰值转换效率为54％。重复率为1千赫时,紫外光的平均功率约为35毫瓦。这种脉冲近似三角形其宽度为250毫微秒。这是一种高功率高重复率相干紫外光的新光源。     

高效率侧面泵浦Nd∶YAG激光器

太阳能是地球上资源最为丰富的一种能源,但是其能量密度较低,不足以实现泵浦激光器的需求。为了实现利用太阳能泵浦激光器的目的,需要对太阳光进行高效聚焦,来达到泵浦激光器能量阈值的要求。我们采用三维复合抛物镜(3D-CPC)与菲涅尔透镜相结合的聚光系统来实现太阳光的高效聚焦,实验中将3D-CPC聚光系统的出口放置在激光器椭圆柱形泵浦腔的一个焦点处,聚焦后太阳光高效耦合进入激光器谐振腔,实现了聚光比的大幅度提升。利用此聚光系统与椭圆柱形泵浦腔的结合,泵浦Nd∶YAG晶体,得到6.2 W的激光功率输出,光收集效率达到6.2 W/m2。     

LED带抽运Nd∶YAG激光器

为了研究抽运光源光谱与增益介质吸收光谱对发光二极管(LED)带抽运激光器输出效率的影响,进一步提高输出效率,将光谱信息引入激光速率方程中,建立了LED带抽运速率方程, 采用该方法对LED带抽运Nd∶YAG激光器进行了理论分析和实验验证。结果表明,利用红外LED对Nd∶YAG激光器进行侧面抽运,当抽运能量为9.1mJ时,取得了能量为607μJ的1064nm激光输出,达到实验中最高的倾斜效率15.5%,此时光转换效率为6.67%;速率方程的计算求解和实验的输出能量二者基本吻合。这一结果对研究提高LED带抽运激光器的输出效率是有帮助的。     

侧面抽运Nd∶YAG连续激光器

介绍了一种二极管侧面抽运的Nd∶YAG连续激光器,获得了37.9 W的连续1064 nm的激光输出,光-光转换效率为23.7%.用光线追迹法对实验中的具体参数进行了数值模拟,指出了实验中的不足之处,对侧面抽运结构的设计作了分析讨论.     

885nm抽运Nd∶YAG激光器

在二极管抽运Nd: YAG激光器中,量子亏损是影响晶体热积累的一个最重要参量,为了达到减少晶体热效应的目的,可采用直接抽运技术.经过理论分析,采用的二极管阵列中心波长为885nm、晶体尺寸为5.5mm×55mm,实验对比验证了多种透过率输出镜.结果表明,在透过率为58%时,获得最大单脉冲138mJ的静态输出,光光转换效率为12%.这一结果验证了采用885nm抽运源直接抽运技术的可行性,并有助于实验的进一步发展.     

袖珍式Nd:YAG脉冲激光器

本文叙述一种紧凑的电池组工作的Nd:YAG激光器,这种激光器自由振荡输出能量在0.5焦耳以上,该装置能在金属薄片上焊成小焊接点和冲出小的孔,文中给出结构详图、电路图及运转数据。