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CO2激光打标机激光器工作原理

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2017-03-06
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摘要 : CO2激光器是最常用的分子气体激光器,也是气体激光器中工业应用最广的激光器,CO2激光器以CO2、N2和He的混合气体为工作物质。激光跃迁发生在CO2分子的电子基态的两个振动-转动能级之间。N2的作用是提高激光上能级的激励效率,He则有助于激光下能级的抽空。

        在木材,皮革,纸类打标行业,想必大家都了解CO2激光打标机,但对于CO2的激光打标,激光器的工作原理,可能未必清楚。下面我们就专业分析一下激光器运用:

        CO2激光器是最常用的分子气体激光器,也是气体激光器中工业应用最广的激光器,CO2激光器以CO2、N2和He的混合气体为工作物质。激光跃迁发生在CO2分子的电子基态的两个振动-转动能级之间。N2的作用是提高激光上能级的激励效率,He则有助于激光下能级的抽空。

        CO2激光器发射出10.6um和9.6um波长的不可见的激光。该激光即能连续工作,也能脉冲工作。其输出功率和能量大,效率高可达到15%~25%。它的商品器件连续输出功率可达万瓦量级。CO2激光器工业上已广泛用来打孔、切割、焊接和热处理,在工业应用上是一种比较理想的激光器。

        

        与其他分子激光器一样,CO2激光器的工作原理,即受激发射过程也较复杂。分子有三种不同的运动:

        1分子内电子的运动,其运动决定了分子的电子能态;

        2分子内的原则振动,即分子内原子围绕其平衡位置不停地做周期性振动——它决定了分子的振动能态;

        3分子转动,即分子为以整体在空间连续地旋转,分子的这种运动决定了分子的转动能态;CO2分子为线性对称分子,两个氧原子分别在碳原子的两侧。分子的各原子始终运动着,要饶其平衡位置不停地振动。根据分子振动理论,

        CO2有三种不同的振动方式;

        1两个氧原子沿分子轴向相反方向振动,即两个氧原子在振动中同时达到振动的最大值和平衡值,而此时中的碳原子静止不动,因而其振动被叫做对称振动;

        2两个氧原子在垂直于分子轴的方向振动,且振动方向相同,而碳原子则向相反的方向垂直于分子轴振动,由于三个原子的振动是同步的,又称为变形振动;

        3三个原子沿对称轴振动,其中碳原子的振动方向与两个氧原子相反,又叫反对称振动。在这三种不同的振动方式中,确定了有不同组别的能级

        

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