相干GEM-100L使用要点

1、GEM-100L CO2激光器操作使用要点2005年3月30日（以Coherent公司英文说明书为准，本文是中文摘要，供国内用户参考）GEM-100L激光器是水冷型射频激励 CO2激光器，包含一个激光头，一个电源，以及 一根连接激光头和电源的射频电缆（用户可选用不同长度的射频电缆 ）。用户只要提供 220V的交流电，并通上冷却水，再通过射频电源上的D-15接口发送命令，就可以使激光器工作了。用户需要做的准备工作冷水机（需带走热量 2200W）固定支架（见图2）TTL信号发生装置（调制频率 025KHz,占空比0100%可调）15针D型接口表一.GEM-100L激光器指标及外设要求：（注*号的为

2、保证的指标，其它为典型值）指标值注释波长10.6 科 m12 1610P20 line of C O2*CW输出功率100W激光头温）更高于 25c时，温度每升高 1C,激光功率卜降 1%。功率稳定性95% TEM 00光斑尺寸3.8+ 0.4mm出光口处，1/e2值的直径光束发散角5mrad远场，1/e2值的直径*光斑质量M2100:1线偏振偏振方向平行于腔的折叠方向*调制信号TTL,最高 25kHz激光头重量10.7kg电源重量12.1kg输入交流电压200240V（ 土 10%）, 50/60Hz输入交流电流0 13A需要冷却液带走的 热量0 2200W冷却管为铝管的，必须添加防腐蚀 齐

3、|J,避免铝管氧化物堵塞夜流冷却液流量7.6升/分钟冷却液温度1530 C尽量与室温持平环境温度1545 C海拔2000 米湿度不结露工作模式GEM-100LC激光器可以工作在 CW模式、Gated CW 模式和增强脉冲（Enhanced Pulse） 模式。CW模式CW模式下，射频电源工作于连续方式下，同时输出连续激光。RF使能信号（第1脚）应持续位于高电平。此外，第15脚上的电压应控制在 0到+7V之间。在此模式下，激光输出额定的最大功率，功率大小不可调节。Gated CW 模式与CW模式相比，其它命令状态都一样，只是RF使能信号改成了脉冲波形，从而输出与之同步的脉冲激光。（而CW模式实际

4、上就是占空比为 100%的脉冲波形）。激光脉冲的 峰值功率即为 CW模式下的峰值功率。建议脉宽不要小于1微秒，脉冲重复频率不要高于25kHz;脉冲占空比没有限制，从 0到100%都可以。增强脉冲（Enhanced Puls啾式将第15脚上的电压控制在+7.2+10.0V之间，激光器可以工作在增强脉冲模式。在RF使能端加上脉冲信号，系统即输出同步脉冲激光。在此模式下，射频输出峰值功率将是CW模式下的1.5倍以上，激光峰值功率是 CW模式下额定功率的两倍以上（取决于脉宽和脉冲重复频率）。图1给出了 GEM-100L在增强脉冲模式下的激光功率（注意是典型值，在超脉 冲模式下我们不提供保证值）。在增强

5、脉冲模式下，脉冲宽度上限为1ms,（没有明确的下限，建议不要低于1微秒），同时还要满足脉冲占空比不超过50%。当占空比超过 50%时，射频电源内的自我保护装置会终止射频电源的工作，同时给出错误报告。对于脉冲频率，建议不超过25kHz,因为对于GEM-100L激光器，高于25kHz的脉冲频率没有实际用途。Ncnnalized w段0 powef 哂j的 sluown hens are merely lyp-ical and a降 gt spe&Hc valuer.图1 GEM-100L激光器在增强脉冲模式下的激光脉冲功率外部控制接口射频电源上提供了一个 15针D型接口，用户需根据该接口各针脚的定

6、义（表二），制作外部控制电路，以此控制激光器的运行。表二.RF电源上15针D型控制接口针脚描述针脚信号描述说明1RF使能信号不平衡输入信号：1=RF ON, 0=RF OFFo （RS-423）高电平4V-6V;输入电阻 450Q o请阅读第11脚。使用了第1脚，2、3脚就/、再使 用了。2RF使能信号正极差分输入信号（RS-422）: 1=RF ON, 0=RF OFF。请阅读第11脚。使用了 2、3脚，第1脚就/、再使 用了。2、3脚分别接差分信号的正、负 极。3RF使能信号负极差分输入信号（RS-422）: 1=RF ON, 0=RF OFF。4RF前馈功率指示（输出信号）0到5V, 5

7、V-最大射频功率。要驱动高于 10 k的负载。如果输出电压低于2.5伏，表明射频电源有问题.5RF反射功率指示（输出信号）0至IJ5V。要驱动高于 10 kQ的负载。如果输出电压高于1.0伏，表明激光头或射频电缆有问题.6VSWR错误指示（输出信号）开路集电极输出信号；当 VSWR错误存在时吸 入25mA的电流。该信号指激光头和射频电源之间不匹配。用户应将该佶号用 LED 来显示，当该错误发生时，亮灯， 报警。7目前尚未使用8输出电压+150.5VDC ,输出电流 250mA。用户可米用它作为电源。9用户端接口的住T号地，和 +15VDC的地。该脚与机壳是连通的。10直流电源使能信号TTL 输

8、入：1=DC Power ON, 0=DC Power OFF 。用于控制内部直流电源的开关。 在射频使能前，需先使直流电源 工作。11RF使能输入信号选择如果这一脚不接，射频输出是由第1脚控制的；如果这一脚与地（9脚）连接，则射频输出由2、3 脚控制。请与脚1、2、3对照阅读。12温度过高自动停机开路集电极输出信号，当温度错误存在时吸入25mA的电流。射频电源温度过高时会自动停 机，用户只要对该信号进行监测 即可。13占空比报错开路集电极输出信号，当温度错误存在时吸入25mA的电流。在增强脉冲模式下，如果占空比 超过50%,就报错。占空比恢复 正常后，报错信号自动消除。14目前尚未使用15工

9、作模式选择 输入信号在该脚加小同的电压，即可决定 激光器工作模式：0V 7V: CW 及 Gated CW 模式7.2V 10V:增强脉冲模式激光器与系统集成时应特别注意以下几点必须做到:1）激光器的固定固定的原则是牢固，而有弹性。激光头在工作过程中会发热、膨胀，因此固定脚应容 许它有一定的膨胀余地，否则激光头会变形，光束变坏甚至不出光。固定脚的加工可参考图 2 （图中所示为 GEM-30A激光器，其他激光器可作为参考）。射频电缆在工作中温度较高，不要将它与其它电缆、水管等捆在一起，应单独走线。一图2 GEM系列激光头固定支架参考图（图中所示为GEM-30A激光器，其他激光器可作为参考）2）冷

10、却冷却液的流向是先进激光头，再进射频电源。冷却液的流量应保证有7.6升/分钟；冷却液温度应控制在 1530c之间。如果环境温度也在1530c之间，则冷却液温度应与之持平；如果环境温度低于 15 C或高于30c （环境温度允许范围：5-45 C）,则冷却液最低只能 为15C,最高为30Co原则是避免结露。如果环境湿度很高，建议使用风冷型的激光器。请确认激光器的冷却管路是铜管还是铝管。如果是铜管，可使用普通的纯净水作冷却 液；如果是铝管，则一定要添加防腐剂。（新生产的激光器为铜管）3）激光器启动步骤.让冷却液开始循环。.开启220V交流电源。.加 直流电源使能 信号（置第10脚高电平，48V直流电压被加到了射频电源上）。.加RF Enable信号，激光输出。建议：冷开机时（比如，停机一夜之后再次开机 ），激光可能