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激光产生的原理介绍
激光在产生过程中始终伴随着以下三种状态。
受激吸收:处于较低能级的粒子在受到外界的激发,吸收能量跃迁到对应的较高能级。自发辐射:粒子有一定概率自发的从高能级激发态向低能级基态跃迁,同时辐射出光子。受激辐射:当一定频率的光子入射时,会引发粒子以一定的概率,迅速的从高能级跃迁到低能级,同时辐射出一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子,这就是激光。激光器的基本结构:
激励源:使工作物质成为态,有光激励、电激励、化学反应激励、热能激励、核能激励。工作物质:是受激辐射过程中必要条件,即介质。固体聚光器:YAG晶体、红宝石、钕玻璃。气体:CO2、He-Ne(氦氖)、氩离子气体。半导体:砷化镓、硫化镉、铅锡碲。液体:有机化合物液体、无机化合物液体。谐振腔:加强介质中的受激辐射,通常由两块与工作介质轴线垂直的平面或凹球面反射镜构成。
光纤激光器的主要特点:
(1) 光纤激光器电-光转化效率高,转换效率达30%以上,可大幅度节约工作时的耗电,节省运行成本,达到高的生产效率:
(2) 激光器运行时仅仅需要电能,不需要产生激光的额外气体,具有低的运行和维护费用:
⑶ 光纤激光器采用半导体模块化和冗余设计,谐振腔内无光学镜片,不需要启动时间,
具有免调节、免维护、高稳定性的优点,降低了配件成本和维护的时间,这是传统激光器无法比拟的;
⑷光纤激光器的输出波长为1.06微米,是CO2波长的1/10 ,输出的光束质量好,功率密度高,非常有利于金属材料的吸收,具有卓越的切割、焊接能力,从而使加工的费用低
(5) 整机光路由光纤传输,不需要复杂的反射镜等导光系统,光路简单,结构稳定,外光路免维护;
(6) 光通过光纤导出,使机械系统的设计变得非常简单,非常容易与机器人或多维工作台集成;
(7) 光纤激光器体积小,重量轻,工作位置可移动,占地面积小。
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