大功率固体激光器的原理和具体应用

1、大功率固体激光器的原理和具体应用普通光源普通光源是光的自发辐射。特点：多波长、任意方向、不相干。普通光源向四面八方辐射,光线分散到4p球面度的立体角内.激 光激光Laser：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation （通过受激辐射光扩大）。激光是光的受激辐射。激光的特点：单色性好,方向性好；相干性好；亮度高.基本沿某一条直线传播,通常发散角限制在10-6球面度量级的立体角内.3激 光辐射跃迁：受激吸收自发辐射受激辐射激 光粒子数反转激光原理就是要研究光的受激辐射是如何在激光器内产生并占主导地位而抑制自发辐射！激光技术的发展简

2、史理论基础：爱因斯坦的光子学说(1905)；波粒二象性(1909)辐射理论(1917)：提出了受激辐射的概念，预测到光可以产生受激辐射放大。Einstein激光技术的发展简史理论基础： 指出：具有粒子数反转的介质具有光学增益（产生激光的基本条件之一）（1924）。Tolman激光技术的发展简史8实验基础：Prokhorov和分别独立报导了第一个微波受激辐射放大器(Maser)（1953）TownesProkhorov激光技术的发展简史 1958年Townes和Schawlow抛弃了尺度必须和波长可比拟的封闭式谐振腔的老思路，提出利用尺度远大于波长的开放式光谐振腔实现Laser的新想。Schaw

3、low激光技术的发展简史Maiman的第一台激光器激光技术的发展简史中国第一台激光器（1961）激光技术的发展简史各种激光器的开发:工作物质：固体，气体，染料，化学，离子，原子，半导体，X射线输出功率：大功率，低功率工作方式：短脉冲，脉冲，超短脉冲，连续输出稳定性：稳频率，稳功率，稳方向激光技术的发展简史激光器的第一台 研制成功时间 研 制 人 红宝石激光器（我国第一台)1961年11月邓锡铭、王之江He-Ne激光器 1963年7月 邓锡铭等 掺钕玻璃激光器 1963年6月 干福熹 GaAs同质结半导体激光器 1963年12月 王守武 CO2分子激光器 1965年9月 王润文等我国的各类第一台

4、激光器激光技术的发展简史激光应用技术信息技术方面的应用：光通讯，光存储，光放大，光计算，光隔离器检测技术方面的应用：测长，测距，测速，测角，测三维形状激光加工：焊接，打孔，切割，热处理，快速成型医学应用：外科手术，激光幅照（皮肤科、妇产科），眼科手术，激光血照仪，视光学测量科学研究方面的应用：激光核聚变，重力场测量，激光光谱，激光对生物组织的作用，激光制冷，激光诱导化学过程等等激光器的组成1 激光器的组成和常见激光器常用激光器由三部分组成： 工作物质 泵浦源 光学谐振腔激光工作物质激励能源谐振腔激光器结构示意图激光器的分类按输出方式分：脉冲输出连续输出半导体激光器按工作物质分 ：气体激光器固体

5、激光器液体激光器自由电子激光器梅曼和第一只激光器气体激光器固体激光器液体激光器半导体激光器大陆激光的激光器第一代第二代第三代大功率CO2激光成套设备大功率全固态激光成套设备大功率半导体直接输出全智能激光成套设备大功率全固态激光成套设备 系统结构组成全固态激光器分体式加工系统全固态激光器一体化加工系统 全固态激光器产品性能指标 激光波长：=1064nm 光纤额定输出功率：P=1000W 功率稳定性：1.5% 电光转换效率：18% 光纤直径：600m、800m、1000m 有效工作寿命：5000-10000小时 光纤长度：10米 - 30米 1000W全固态激光器型型型型 全固态激光器关键技术 全

6、固态激光泵浦头结构设计技术 半导体封装技术 激光晶体散热与镀金结构设计 激光晶体冷却通道设计 热沉热管理技术 全固态激光器关键技术 全固态激光泵浦头结构设计技术指标输出功率：400W泵浦效率：18%工作温度：25波长：1064nm功率不稳定度：1.5%工作水压：10000小时 激光头重量：18Kg半导体直接输出激光器系统构成 1、激光器（基本配置） 激光头 控制水冷系统4、损耗器件（选购） 保护镜片 交换树脂、滤芯 干燥装置3、附件（选配） 侧向送粉气分保护头 同轴送粉器 智能送丝机 (4) 宽带加工头 (5) 重力送粉器 2、执行机构（选配） 八轴八联动执行机构 六轴六联动加工机床半导体直接

7、输出激光器系统构成 1、激光器（基本配置） 激光头该部件由我公司提出设计指标和功能要求，委托德国激光公司订制。激光头采用多传感器对内部湿度、供电电流及冲击、冷却水流量、冷却水温度、激光模块阵列温度等进行监控，突破了国内在封装和长期使用可靠性的瓶颈，激光加工设备的稳定性得到保障。半导体直接输出激光器系统构成 1、激光器（基本配置） 控制水冷系统该系统将电气控制、水冷控制一体化设计，极大节约了各结构部件的使用空间，满足现场加工对设备的小型化、轻便化、易于移动的使用要求。激光器控制水冷一体机水冷部分电气控制部分半导体直接输出激光器系统构成 2、执行机构（选配） 机械手根据激光加工需要选择适合行程的机

8、械手，扩展了激光加工的范围和对加工对象的适应性。激光头、送粉装置及其他附属部件总重量决定了机械手的额定载重量。 使用机械手作为执行机构要特别注意加强安全防护措施，以免对人身安全造成伤害。半导体直接输出激光器系统构成 2、执行机构（选配） 数控加工机床根据激光加工需要，激光头也可以与数控加工机床配合使用。如果是激光制造固定产品，建议采用最少的自由度，满足生产要求即可，使设备和操作人员的安全性的到保障。智能激光熔覆数控加工中心 技术指标 主轴：跳动量0.03mm，转速：30r/min z轴：行程：2500，速度：5m/min y轴：行程：500，速度：5m/min x轴：行程：600，速度：5m/min 尾座：行程：2000，速度：2m/min，夹持力：1吨 最大加工工件：500 x2500 机床电功率：6KW 动力电需求：三相AC380,11A3、附件（选配） 智能送丝机侧向送粉气分保护头同轴送粉器宽带加工头 重力送粉器半导体直接输出激光器系统构成半导体直接输出激光器系统构成 4、损耗器件（选购） 保护镜片 交换树脂、滤芯 干燥盒半导体直接输出激光器的应用 激光制造 半导体直接输出激光器以其电光转换效率高、波长短、易于金属材料的能量吸收等优点成为激光制造与再制造产品生产的首选激光