各功率激光的特点

常见激光技术总结

目前常见的激光器按工作介质分气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器和染料激光器5大类，近来还发展了自由电子激光器。大功率激光器通常都脉冲方式输出已获得较大的峰值功率。

单脉冲激光指的是几分钟才输出一个脉冲的激光，重频激光指的是每分钟输出几次到每秒输出数百次甚至更高的激光。

一、气体激光器

1.He-Ne激光器：典型的惰性气体原子激光器，输出连续光，谱线有63

2.8nm（最常用），1015nm，3390nm，近来又向短波延伸。这种激光器输出地功率最大能达到1W，但光束质量很好，主要用于精密测量，检测，准直，导向，水中照明，信息处理，医疗及光学研究等方面。

2.Ar离子激光器：典型的惰性气体离子激光器，是利用气体放电试管内氩原子电离并激发，在离子激发态能级间实现粒子数反转而产生激光。它发射的激光谱线在可见光和紫外区域，在可见光区它是输出连续功率最高的器件，商品化的最高也达30-50W。它的能量转换率最高可达0.6%，频率稳定度在3E-11，寿命超过1000h，光谱在蓝绿波段（488/514.5），功率大，主要用于拉曼光谱、泵浦染料激光、全息、非线性光学等研究领域以及医疗诊断、打印分色、计量测定材料加工及信息处理等方面。

3.CO2激光器：波长为9~12um（典型波长10.6um）的CO2激光器因其效率高，光束质量好，功率范围大（几瓦之几万瓦），既能连续又能脉冲等多优点成为气体激光器中最重要的，用途最广泛的一种激光器。主要用于材料加工，科学研究，检测国防等方面。常用形式有：封离型纵向电激励二氧化碳激光器、TEA二氧化碳激光器、轴快流高功率二氧化碳激光器、横流高功率二氧化碳激光器。

4.N2分子激光器：气体激光器，输出紫外光，峰值功率可达数十兆瓦，脉宽小于10ns，重复频率为数十至数千赫，作可调谐燃料激光器的泵浦源，也可用于荧光分析，检测污染等方面。

5.准分子激光器：以准分子为工作物质的一类气体激光器件。常用电子束（能量大于200千电子伏特）或横向快速脉冲放电来实现激励。当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成基态原子时，受激态的能量以激光辐射的形式放出。准分子激光物质具有低能态的排斥性，可以把它有效地抽空，故无低态吸收与能量亏损，粒子数反转很容易，增益大，转换效率高，重复率高，辐射波长短，主要在紫外和真空紫外（少数延伸至可见光）区域振荡，调谐范围较宽。它在分离同位素，紫外光化学，激光光谱学，快速摄影，高分辨率全息术，激光武器，物质结构研究，光通信，遥感，集成光学，非线性光学，农业，医学，生物学以及泵浦可调谐染料激光器等方面已获得比较广泛的应用，而且可望发展成为用于核聚变的激光器件。

二、固体激光器

1.YAG激光器：可分为：Nd-YAG晶体、Ce-Nd-YAG晶体、Yb-YAG晶体、Ho-YAG晶体、Er-YAG晶体。

Nd-YAG激光器：固体激光器，1064nm，Nd-YAG目前综合性能最为优异的激光晶体，连续激光器的最大输出功率1000W，广泛用于军事、工业和医疗等行业。若采用连续的方式运转，采用一级振荡可以获得400W的多模输出，若要输出在百瓦级的激光器，采用单灯单棒，200W以上的采用双灯单棒结构。Nd-YAG激光器不仅适合连续，而且在高重频下运转性能也很优越。重频可达100~200次/s，最高平均功率可400w。采用多级串联来实现高功率输出，目前平均功率最高可达到上600~800瓦，重频可达80~200次/s，单脉冲能量可达80J。

Ce-Nd-YAG激光器：在Nd-AG晶体的基础上添加Ce离子形成Ce-Nd-YAG。利用Ce离子能对紫外光谱区光子能量产生很好的吸收，并且将能量以无辐射跃迁的方式传递给Nd离子，从而增加了光谱的利用率，因此效率高、阈值低、重复频率特性好。

Yb-YAG激光器：Yb3＋掺入YAG基质中形成的一种产生1.03um近红外激光的激光晶体，其与Nd-YAG属于同一种基质，但由于掺杂不同而导致生长工艺有所不同。掺Yb-YAG由于量子效率高，晶体光谱简单，无激发态吸收和上转换，且无荧光浓度猝灭，掺杂浓度高，有较长的荧光寿命，吸收带带宽比Nd-YAG宽得多，能与二极管的泵浦波长有效耦合。在相同的输入功率下，Yb-YAG泵浦生热仅为Nd-YAG的1/4。而且YAG基质的物化特性综合性能最为优良，所以Yb-YAG已成为最引人注目的固体激光介质之一，LD泵浦的高功率Yb-YAG固体激光器成为新的研究热点，并将其视为发展高效、高功率固体激光器的一个主要方向。

光器对冷却和干燥度有严格的要求，水冷控制在10摄氏度以下。干燥装置要确保没有水蒸气的影响。处于对人眼安全波段的范围内，由于水吸收大，穿透深度非常浅，大大降低了对人体特别是对眼睛的意外伤害的可能性。

Er-YAG激光器：输出2.9um的波长，能被水吸收，主要应用在医学中。该晶体主要吸收可见光和紫外光，所以光腔反射镜的材料多使用又高反射的铝和银。目前Er-YAG激光器的最大输出功率可达3瓦，最大脉冲输出可达到5J。是迄今输出功率最大的效率最高的长波长固体激光器。人体对2940nm的吸收是10640nm的十倍，所以激光外科和血管外科有很大的应用潜力。

2.红宝石激光器：红宝石只能在低温条件下实现连续输出，而且阈值很高，所以至今还没有造出在室温下工作的输出连续的红宝石激光器。适合做单次或低重频的脉冲激光器。单脉冲能量可达1~20J，重频5~10，单脉冲能量可达1J左右。

3.铷玻璃激光器：铷玻璃也在室温下难以运转。适合做单次或低重频的脉冲激光器。重频限制在5次/s，单次脉冲能量可达10~80J。

三、半导体二极管激光器：半导体二极管激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件。其工作原理是,通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间，或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。发光波长随禁带宽度而改变。

半导体激光器的激励方式主要有三种：即电注入式，光泵式和高能电子束激励式。

电注入式半导体激光器一般是由GaAS(砷化镓),InAS(砷化铟),Insb(锑化铟)等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。

光泵式半导体激光器，一般用N型或P型半导体单晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物质，以其他激光器发出的激光作光泵激励。

高能电子束激励式半导体激光器，一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励。

目前最最常用的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器，常见为635红光；氮化铟镓(InGaN) 二极管激光器，常见为532绿光和405蓝光。二极管激光器发射的激光可以用高斯光束来进行描述，其特点是一个长条形的发射体，且在水平和垂直方向的发射角不同。通常在水平只有几度，而垂直可达40度。在大多光耦合技术中，水平角忽略不计，将垂直的角作为而激光激光器的发散角。

主要应用于电子信息。光纤通信、光传感、光盘、激光打印、条形扫码、集成光学领域。

400~780nm应用用于条形扫描、检测、光存储、激光打印等。

790~1020nm的应用于条形扫码、激光打印、光存储等领域。近年来大功率半导体激光器已经有长足的进步，连续输出功率可达1~20w。

1300 与1550 分别在硅光纤零色散和最低损耗窗口，相应的半导体主要用于长距离大容量干线光通信。

介于1300 与1550之间的1480近年来输出功率可达50~100mw。

四、染料激光器突出的优点是输出波长可调谐，它不仅可以获得从0.3~1.3um光谱内的可调谐的窄带高功率激光，而且还可以通过混频技术获得从紫外到中红外的可调谐相干光，因此目前主要用于光谱学研究。

五、光纤激光器：光纤激光器应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等等。玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势；玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配，这是由于玻璃基质Stark 分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故；玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低，所以上转换效率较高，激光阈值低；输出激光波长多：这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多；可调谐性：由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点，这是传统激光器无法比拟的。光纤导出，使得激光器能轻易胜任各种三维任意空间加工应用，使机械系统的设计变得非常简单。胜任恶劣的工作环境，对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。不需热电制冷和水冷，只需简单的风冷。

高的电光效率：综合电光效率高达20%以上，大幅度节约工作时的耗电，节约运行成本。高功率,目前商用化的光纤激光器可达六千瓦。

六、自由电子激光器输出的激光波长与电子的能量有关：故改变电子束的加速电压就可以改变激光波长，这叫做电压调谐，其调谐范围很宽，原则上可以在任意波长上运转。

在现有的电子枪和加速器的实验条件下，可以获得从毫米波到光频波段范围内的连续调谐的相干辐射。自由电子激光器的输出功率与电子束的能量、电流密度以及磁感应强度有关，它可望成为一种高平均功率、高效率（理论极限达40％）、高分辨率的具有稳定功率和频率输出的激光器件，采用它能够避免某些工艺上的麻烦（如激光工作物质稀缺、有毒或腐蚀金属、玻璃），另外，它基本上不存在使用寿命问题。自由电子激光器在短波长、大功率、高效率和波长可调节这四大主攻方向上，为激光学科的研究开辟了一条新途径，它可望用于对凝聚态物理学、材料特征、激光武器、激光反导弹、雷达、激光聚变、等离子体诊断、表面特性、非线性以及瞬态现象的研究，在通讯、激光推进器、光谱学、激光分子化学、光化学、同位素分离、遥感等领域，它应用的前景也很可观。美国机载激光武器系统机载激光武器系统所使用的就是高能化学碘氧自由电子激光器（COIL）。

各种波长（颜色）手持激光的特点简介

经常有激光爱好者问某种波长的激光和另一种比怎么样

这里把手持的各种波长激光特点都介绍一下

按照短波到长波排列

（相同功率比较）（最大功率比较）

波长颜色类型最大功率安全超频光斑亮度光束亮度近距灼烧远距灼烧价格（综合考虑功率等因素）

405 紫色半导体300mw 500mw 低低中极强较便宜

445 深蓝色半导体1600mw 2500mw 较低中极强弱便宜

473 天蓝色晶体100mw / 中较高/ / 很贵

532 亮绿色晶体1000mw / 极高极高中较强贵

589 金色晶体100mw / 高高/ / 天价

593.5 黄色晶体30mw / 高高/ / 逆天价

638（635）橙色半导体500mw 800mw 较高高中弱中

650（660）红色半导体1000mw / 中中较强较弱中

780 暗红色半导体2000mw / 极低不可见强弱较贵

808 极暗红色半导体2000mw / 极低不可见强弱较便宜

980 无半导体2000mw / 不可见不可见强弱较贵

1064 无晶体2000mw / 不可见不可见强强贵

个人的推荐

喜欢光束亮骚但是不烧东西的400mw左右的532nm 这个功率已经很亮1000mw不会有比这个亮非常多的感觉喜欢烧东西又偶尔亮骚的1.6W的445nm 近距离烧很给力光束也不错的

喜欢远距离烧东西的500mw（超频）405nm 10米轻松点火柴绝对很好用

由于没有激光功率计，只能用万用表量电流，想请教下445 1200MW的电流一般是多少，445 1500MW的电流又是多少呢`？

1200mW的电流1.52，迷你1500mW的2.11，单锂18650 1500mW的1.90~！但是亮度单锂18650 1500mW的最亮，1200mW和迷你1500mW的亮度一样~！迷你1500mW的电流2.11，按道理应该是最亮的嘛` 搞不懂了`！

香港的激光安全准则

序言

激光广泛地应用于医疗、工业、教育、娱乐及美容等方面，为我们及日常生活带来不少方便。市面上的激光产品多不胜数，例如电码阅读器、激光棒、光驱产品。在光驱及一些通讯设备中，激光辐射能量是封闭在系统内，对用户并无危险。但在某些应用于医疗或工业用的激光装置中，激光发射的能量是向外的，如不适当使用对眼睛和皮肤有潜在危害。

激光是一种波长范围从极短的紫外线直至远红外的相关电磁辐射能量，属于非电离电磁辐射的一种。激光(俗称「激光」)(Laser)一词，是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写。意思是指借着受激光辐射而产生或放大的光波。激光是属于强烈、高凝聚性、单方向及单色的光波，包括肉眼可见及不可见的光束。激光现今普遍应用于家居、商业、工业、学术、科研及医疗方面，例如表演事业、切割、焊接工序、美容、外科手术及光导纤维通讯系统等设备中。

激光装置的基本结构

所有激光装置均由三个基本单元构成：

1. 活性工作介质(固体、液体或气体)，主要决定激光的波长。

2. 能源(例如电流、增压光源或化学反应)。

3. 谐振穴及输出偶联装置(一般是两面镜子)。

大多数非实验室用的激光装置均有光束释放系统，如光导纤维或弯折式反射镜，把激光束引至工作站并聚焦，待进行焊接于物质材料上。在激光装置中，由增压光源泵将同一种原子或份子趋向激发状态，这时光子(光能的「颗粒」)可刺激处于激发态的原子或份子射出同样能量(波长)的第二光子，并和第一光子以同相位(相干的)和同方向运行。这就是光的2倍放大。这一过程以联锁反应方式反复进行并在谐振穴的反射镜之间重复反射。其中一面反射镜部份透明的，因而部份光能得以从谐振穴中释出成为激光束。虽然实际构造是将两面平行反射镜弯曲以形成较稳定的谐振穴，但基本原理是一样的。

由于激光装置在使用时(有时称为「激光态」)能产生非常准直的光辐射速(例如紫外线、可见光或红外辐射能量)，故其危害的作用距离相当远，这与在一般工作场所遇到的各类危害因素极不相同。正因如此，操作人员和劳动保护专家对激光的防护格外注意。不过，只要做足防护措施，便能够安全使用激光装置。

激光的潜在危害

激光器的射束既能损害眼睛，也能使皮肤受损，高等级的激光器可使皮肤灼伤。如果眼睛暴露于目前普遍使用的激光器射束中，则极易受伤。可见或近红外波段激光器射束容易透过视觉介质。它同时被晶状体聚焦而使光能量高度集中于视网膜，经色素上皮组织吸收而转换成热能造成视网膜灼伤，灼伤留下的斑疤可导致视力受损。如果受损部份位于视网膜中心的斑点上，视力将严重受损。激光器(如红外波段的二氧化碳激光器)的辐射易被体表的细胞组织吸收，导致角膜损伤，使角膜受损，进而使角膜结斑或可引致失明。

应用激光装置也可能引致一些附带的危险，例如：

化学性危害

激光设备的运作当中涉及许多不同种类的化学物质，某些化学激光器甚至含有毒性物质。处理及弃置过程必需极为小心，并依照生产商所建议的程序处理。

触电危害

高压设备存在触电危害。一般高压设备都设在密封的系统内，因此日常操作并不会触电危害，但在维修及保养期间却较易会触电。负责设备维修及保养的人员必须注意安全。

火警／爆炸危害

一些高功率的激光除可导致皮肤及眼睛受损外，还会构成火灾／甚至爆炸的危险。特别是四周存有易燃气体时，

吸入有害气体

在高功率的激光产品(如激光铸模机器及激光烧焊器)的运作过程中，会产生有毒气体及蒸气，对周围环境及工人的健康造成不良影响。另外，一些激光产品可能含有有毒气体：例如一氧化碳。所以，必须保持工作环境的通风良好。

激光危险分级

世界各国都有使用激光的安全标准，而且内容相若(ANSI; IEC)。这些标准都使用一套共同的危险分级系统，即根据激光的输出能量和引起损伤的能力把他们分为四类，再根据不同等级(分类)制订相应的安全防护措施。

在香港，一般而言有关激光安全的标准均可参考国际电工委员会(IEC)的标准(IEC 60825)、美国国家标准(ANSIZ136)或其他相关的激光安全标准。

根据ICE60825.1:2001国际电工技术委员会的标准，激光产品可分为下列类别：

激光安全标准

许多国家都有符合国际电工委员会(IEC)的国际标准的激光安全标准。IEC标准825-1(1993)是为制造商而制订的，同时亦为使用者提供了防护指引。所有激光产品必须计算出上述激光安全性分类等级，凡属于2-4级的产品上必须有警示标志。

有关使用激光设备的规例

虽然激光的使用十分广泛，但现时香港并没有专门管制使用激光设备的规例。因此，使用激光的安全主要是依

安全措施

激光安全性分级为制订相应的防护措施提供了极大方便，原则上等级越高，防护要求则越严格。

实际上，若能够把激光装置都设计为封闭式，即光源与激光光路全部屏蔽，这样就不会存在任何危险，即属1级安全等级。但若不能设计为全封闭式，则必须向操作者提供安全培训和采用危险控制措施。

对于2级安全标准的激光，除了严禁直接对着人体眼睛照射外，没有其他防护要求。超过2级的必须有安全防护措施。

3级或4级的激光装置即使无法设计成全封闭的，也应进行光路屏蔽，如采用管道、隔板、遮光罩等，尽量减低激光对操作者眼睛的伤害。

3级或4级的激光装置若不能全部设计为封闭式，应在工作场所指定的激光危险区，限制进入该区的人数。进入激光束危险区内者须配戴激光护目镜。在大部份研究实验室内较多采用平行激光。故危险区包括整个实验控制区，在使用聚焦激光束装置的场合的的范围较少，不必包括整个房间。

在巿面上出售的大部份激光装置都必须有控制锁，以防止在无防护条件的环境中误用或滥用该装置。

毋须使用激光装置时应予以封闭，使非操作者无法开启。

在启动和校准激光装置时容易使眼睛受损，故需要采取特别的防护装置。

激光护目镜是根据职业接触限制的规定设计的，其防护性能以光学密度(或称ODs，即遮光系数的对数值)表示。它反映某特定激光的波长与接触时间的函数关系。在欧洲已经有关于眼睛(激光)防护的条例，而美国的国家标准在ANSI Z 136.1和ANSI Z 136.3条款中亦有更详细的规定。

培训

在研究实验室及工厂中发生的激光事故经调查后发现有一个共同的缺点：操作员缺乏完善的安全技术培训。激光安全培训应针对仪器的种类及其设计用途进行，对象是激光装置的操作员。

激光测定

一般没有必要在工作场所监测激光辐射的危险水平。这与对其他危害因素的规定大不相同。由于激光束的指向性很强，并不能随意改变光路，而激光辐射检测仪价格昂贵，结构复杂，一般的安全规定都不须作现场监测，反而是强调控制激光装置的危险等级，故应由仪器供货商负责测定其装置是否符合标准。

结论

尽管激光应用的历史较短，但大部份使用者在使用时均采取安全防护措施。使用激光时的关键要求是，采用封

激光器的分级标准及激光安全管理讲解

激光器的分级标准及激光安全管理激光器按波长分各种类型，由于不同波长的激光对人体组织器官伤害不同。因而在各类型的激光器中按其功率输出大小及对人体伤害分以下四级。第一级激光器：即无害免控激光器。这一级激光器发射的激光，在使用过程中对人体无任何危险，即使用眼睛直视也不会损害眼睛。对这类激光器不需任何控制。第二级激光器：即低功率激光器。输出激光功率虽低，用眼睛偶尔看一下不至造成眼损伤，但不可长时间直视激光束。否则，眼底细胞受光子作用而损害视网膜。但这类激光对人体皮肤无热损伤。第三级激光器：即中功率激光器。这种激光器的输出功率如聚焦时，直视光束会造成眼损伤，但将光改变成非聚焦，漫反射的激光一般无危险，这类激光对皮肤尚无热损伤。第四级激光器：即大功率激光器，此类激光不但其直射光束及镜式反射光束对眼和皮肤损伤，而且损伤相当严重，并且其漫反射光也可能给人眼造成损伤。根据上述激光器的分级来看，对人眼睛及皮肤损害最大的是第四级激光器。前述了激光对人体的危害，尤其是对眼睛的损伤，其损伤程度可以使眼睛视力降低，甚至完全失明。但这种损伤并非所有量级激光能引起，而是有一最低限度——即致伤阈值，只有当激光能量密度或功率密度超过此阈值时才能对眼睛造成伤害。激光器的级别分类给我们提供了一个安全的参考值。激光安全管理措施使用不同级别激光器的管理措施 1．使用第一级激光器的管理由于第一级激光器是无害免控激光器，因此不需任何控制措施。激光器不必使用警告标记，但须避免不必要长久地直视第一级激光束。 2．第二级激光器的使用安全措施

第二级激光器为低水平激光器，如偶尔照射到人眼还不至于引起伤害，可连续观察激光束时能损伤眼睛。因此，不能长时间地直视激光束，此是对第二级激光器的最重要控制措施。此外，还应该在安放第二级激光器的房门上及激光的外壳及其操作面板上张贴警告标记。3．第三级激光器的使用安全措施由于第三级激光器是中等功率激光器，可能对眼有损伤，必须对这一级激光器定出措施，确保安全：（1）对操作激光器的工作人员进行教育和培训，使他（她）们明白操作此级激光器时可能出现的潜在危险，并对他（她）们进行恰当的激光安全训练，以及出现危险时紧急处理方法。由于激光对眼睛的损伤均为不可逆性，培训教育了解和掌握激光器的安全运用实属必要。（2）工程技术管理管理使用激光器必须由专业（职）人员来进行，未经培训教育人员不得擅自开启使用激光机。如激光器上的触发系统上装设联锁钥匙开关，确保只有用钥匙打开联锁开关以后才能触发启动，拔出钥匙就不能启动。对于安放激光器的房间要有明亮的光线，人在明亮光线的环境中，眼睛的瞳孔缩小，以防在激光光束射入眼睛时可减少透射到视网膜上的进光量。对于安放激光器的高度，激光束路径应避开正常人站立或坐着时的眼睛的水平位置，视轴不能与出光口平行对视。（3）激光器应严格控制在存放使用的激光器房间内不要无故地把激光束对准人体，尤其是眼睛。因为激光对眼睛的损伤要恢复极其困难，均为永久性损害，而且每一个人的一生中只有一双眼睛，大家务必时刻牢记，在开动激光器之前，必须告诫现场中人员可能出现的危害，并戴上安全防护眼镜。在有强激光器的工作区内外明显的位置上及激光手术室、实验室的房门上张贴出危险标记。（4）激光受控区第三级激光器必须只能在一定的区域内使用激光设备。按一般要求设立门卫及安全的弹簧锁、联锁等，以确保外人与未受保护人员不得进入受控区，即使意外门被打开时，激光器的激励也能立即停止。房间不应透光，以阻止有害

激光伤害讲解

激光的伤害一、激光对眼睛的伤害关系激光波长与眼睛伤害：在激光的伤害中，以机体中眼睛的伤害最为严重。波长在可见光和近红外光的激光，眼屈光介质的吸收率较低，透射率高，而屈光介质的聚焦能力（即聚光力）强。强度高的可见或近红外光进入眼睛时可以透过人眼屈光介质，聚积光于视网膜上。此时视网膜上的激光能量密度及功率密度提高到几千甚至几万倍，大量的光能在瞬间聚中于视网膜上，致视网膜的感光细胞层温度迅速升高，以至使感光细胞凝固变性坏死而失去感光的作用。激光聚于感光细胞时产生过热而引起的蛋白质凝固变性是不能可逆的损伤。一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明。激光的波长不同对眼球作用的程度不同，其后果也不同。远红外激光对眼睛的损害主要以角膜为主，这是因为这类波长的激光几乎全部被角膜吸收，所以角膜损伤最重，主要引起角膜炎和结膜炎，患者感到眼睛痛，异物样刺激、怕光、流眼泪、眼球充血，视力下降等。发生远红外光损伤时应遮住保护伤眼，防止感染发生，对症处理。紫外激光对眼的损伤主要是角膜和晶状体，此波段的紫外激光几乎全部被眼的晶状体吸收，而中远以角膜吸收为主，因而可致晶状体及角膜混浊。二、人射激光强度及眼损伤关系激光损害眼睛的程度除了与不同波长的激光有关外还与激光进入眼睛总的光能量、能量密度及功率密度相关联。激光的种类中，当可见或近红外激光功率密度很低时不引起眼睛的急性损害。主要原因是由于激光的功率密度低，视网膜组织虽接受了激光光子能量逐渐变热，但热量一方面通过分子振动把热量传给周围组织，再传到眼睛外面；而另一方面可以将热量传给密布于网膜底层脉络膜里的微血管，随着微血管中血液循环再散发到眼外去。因此，视网膜至整眼的温度无明显升高，或略有微温变化，仍是在对眼睛完全无害的范围内。视网膜的损伤取决于功率、时间，如当可见或近红外连续激光的功率密度不断增加，致视网膜上的热量聚累速度大于散热速度时，或功率密度不是很高，但视网膜吸收时间太长，视网膜接受光子流部位的温度必升高，即照射时间越长，温度升高越大，温度升高越大，超过正常眼温10℃以上，就要引起视网膜损害。 1．瞳孔大小及损害程度瞳孔的大小对受伤程度有一定比例关系。缩小的瞳孔可以减少进入眼底的激光量。瞳孔越大进入眼内的激光量越大，眼底损伤程度越重，越更不可逆转。因此，瞳孔缩小对保护眼底视网膜，防止激光束损伤有一定的意义。 2．瞳孔的变化与环境不同在光线较暗的室内，瞳孔散开就大，在这样的环境中调试，使用激光器者，必须慎重保护眼睛。因此时眼睛的瞳孔外于最大状态，进光量虽少，也最容易伤害眼睛视网膜。缩小的瞳孔，除能减少进光量而外，瞳孔外的激光量可被虹膜吸收、而将热量由虹膜的微血管扩散转移。一般人的眼睛，在适应暗的环境时，瞳孔直径为7～8mm，在可见的强光下可以缩小到只有1.5mm，通常在白天瞳孔直径约2～3mm。因而，最大瞳孔与最小瞳孔之间的透光面积相差20倍以上。

国际电工技术委员会标准_激光安全

国际电工技术委员会标准（ICE）ICE60825.1:2001 激光安全序言激光广泛地应用于医疗、工业、教育、娱乐及美容等方面，为我们及日常生活带来不少方便。市面上的激光产品多不胜数，例如电码阅读器、激光棒、光碟机产品。在光碟机及一些通讯设备中，激光辐射能量是封闭在系统内，对使用者并无危险。但在某些应用于医疗或工业用的激光装置中，激光发射的能量是向外的，如不适当使用对眼睛和皮肤有潜在危害。激光是一种波长范围从极短的紫外线直至远红外的相关电磁辐射能量，属于非电离电磁辐射的一种。激光(俗称「镭射」)(Laser)一词，是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写。意思是指借着受激光辐射而产生或放大的光波。激光是属于强烈、高凝聚性、单方向及单色的光波，包括肉眼可见及不可见的光束。激光现今普遍应用于家居、商业、工业、学术、科研及医疗方面，例如表演事业、切割、焊接工序、美容、外科手术及光导纤维通讯系统等设备中。激光装置的基本结构所有激光装置均由三个基本单元构成： 1.活性工作介质(固体、液体或气体)，主要决定激光的波长。 2.能源(例如电流、增压光源或化学反应)。 3.谐振穴及输出偶联装置(一般是两面镜子)。大多数非实验室用的激光装置均有光束释放系统，如光导纤维或弯折式反射镜，把激光束引至工作站并聚焦，待进行焊接于物质材料上。在激光装置中，由增压光源泵将同一种原子或份子趋向激发状态，这时光子(光能的「颗粒」)可刺激处于激发态的原子或份子射出同样能量(波长)的第二光子，并和第一光子以同相位(相干的)和同方向运行。这就是光的2倍放大。这一过程以联锁反应方式反复进行并在谐振穴的反射镜之间重复反射。其中一面反射镜部份透明的，因而部份光能得以从谐振穴中释出成为激光束。虽然实际构造是将两面平行反射镜弯曲以形成较稳定的谐振穴，但基本原理是一样的。由于激光装置在使用时(有时称为「激光态」)能产生非常准直的光辐射速(例如紫外线、可见光或红外辐射能量)，故其危害的作用距离相当远，这与在一般工

关于激光的安全等级和灯的光流明

激光的安全等级是如何规定的能量高度集中的激光光束有可能对人体造成损害，如眼睛或皮肤。所以，国际电子技术委员会IEC(International Electrotechical Commission)和食品及药品管理局FDA（Food and Drug Administration）对激光设备的安全性，按其激光输出值的大小进行了分类。正规生产激光设备，其安全等级均应按FDA或IEC标准进行标注。 IEC标准将激光设备分为五个等级，分别称为Class1, Class2, Class3A, Class3B, Class4。例如，Class1级激光设备，在“可预见的工作条件下”是一种安全设备；而Class4级的激光设备，则是可能生成有害的漫反射的设备，会引起皮肤的灼伤乃至火灾，使用中应特别小心。 FDA标准将激光设备分为六个等级，即ClassⅠ, ClassⅡa,ClassⅡ,ClassⅢa, ClassⅢb和ClassⅣ。对ClassⅠ级者，其激光辐射量不认为是有害的，对ClassⅣ级者，其激光辐射量无论是直接辐射还是散射（Scattered）,对皮肤和眼睛均是有害的激光的安全等级 Class I：低输出激光（功率小于0.4mW），不论何种条件下对眼睛和皮肤，都不会超过MPE值，甚至通过光学系统聚焦后也不会超过MPE值。可以保证设计上的安全，不必特别管理。典型应用如激光教鞭，CD播放机，CD-ROM设备，地质勘探设备和实验室分析仪器等。 Class II：低输出的可视激光（功率0.4mW-1mW），人闭合眼睛的反应时间为0.25秒，用这段时间算出的曝光量不可以超过ＭＰＥ值。通常1ｍＷ以下的激光，会导致晕眩无法思考，用闭合眼睛来保护，不能说完全安全，不要直接在光束内观察，也不要用Class II激光直接照射别人的眼睛，避免用远望设备观察Class II激光。典型应用如课堂演示，激光教鞭，瞄准设备和测距仪等。 Class III ：中输出激光，光束若直接射入眼睛，会产生伤害，基于某些安全的理由，进一步分为IIIＡ和IIIＢ级。 IIIＡ级为可见光的连续激光，输出为1-5ｍＷ的激光束，光束的能量密度不要超过25Ｗ／ｍ－ｍ，避免用远望设备观察IIIＡ激光，这样可能增大危险。IIIＡ的典型应用和Class II级有很多相同之处，如激光教鞭，激光扫描仪等。 III B级为5-500mＷ的连续激光，直接在光束内观察有危险。但最小照射距离为13ｃｍ，最大照射时间十秒以下为安全。IIIB激光的典型应用如光谱测定和娱乐灯光表演等。 ClassIV：高输出连续激光（大于500mW），高过第三级，有火灾的危险，扩散反射也有危险。典型应用如外科手术，研究，切割，焊接和显微机械加工等。关于激光等级划分激光器按波长分各种类型，由于不同波长的激光对人体组织器官伤害不同。因而在各类型的激光器中按其功率输出大小及对人体伤害分以下四级。第一级激光器：即无害免控激光器。这一级激光器发射的激光，在使用过程中对人体无任何危险，即使用眼睛直视也不会损害眼睛。对这类激光器不需任何控制。

激光器的分级标准及激光安全管理

管理制度参考范本激光器的分级标准及激光安全管理 a I时'间H 卜/ / 1 / 6

激光器按波长分各种类型，由于不同波长的激光对人体组织器官伤害不同。因而在各类型的激光器中按其功率输出大小及对人体伤害分以下四级。第一级激光器：即无害免控激光器。这一级激光器发射的激光，在使用过程中对人体无任何危险，即使用眼睛直视也不会损害眼睛。对这类激光器不需任何控制。第二级激光器：即低功率激光器。输出激光功率虽低，用眼睛偶尔看一下不至造成眼损伤，但不可长时间直视激光束。否则，眼底细胞受光子作用而损害视网膜。但这类激光对人体皮肤无热损伤。第三级激光器：即中功率激光器。这种激光器的输出功率如聚焦时，直视光束会造成眼损伤，但将光改变成非聚焦，漫反射的激光般无危险，这类激光对皮肤尚无热损伤。第四级激光器：即大功率激光器，此类激光不但其直射光束及镜式反射光束对眼和皮肤损伤，而且损伤相当严重，并且其漫反射光也可能给人眼造成损伤。根据上述激光器的分级来看，对人眼睛及皮肤损害最大的是第四级激光器。前述了激光对人体的危害，尤其是对眼睛的损伤，其损伤程度可以使眼睛视力降低，甚至完全失明。但这种损伤并非所有量级激光能引起，而是有一最低限度——即致伤阈值，只有当激光能量密度或功率密度超过此阈值时才能对眼睛造成伤害。激光器的级别分类给我们提供了一个安全的参考值。激光安全管理措施使用不同级别激光器的管理措施 1．使用第一级激光器的管理由于第一级激光器是无害免控激光器，因此不需任何控制措施。激光器不必使用警告标记，但须避免不必要长久地直视第一级激光束。 2．第二级激光器的使用安全措施

(职业健康)激光作业防护与安全管理办法

激光作业防护与安全管理办法 1.目的为了加强激光设备作业安全管理与监督，保证作业的质量和人员安全，避免激光辐射事故发生，特制定本办法。 2.适用范围本办法适用于CSMC各类激光设备作业。 3.参考文件 3.1GB7247.1—2001《激光产品的辐射安全、设备分类、要求和用户指南》 3.2GB18217-2000《激光安全标志》 4.激光产品的分类及防护要求 4.11级激光:其连续波功率很小，只达微瓦或亚微瓦级，正常运行条件下不会产生危害，一般不必采取防范措施。例如：激光打印机等。 4.22级激光：功率为（0.1-1）mW，仍属小功率范围，可以用肉眼观察。其输出剂量不超过1类激光源的最大允许辐射剂量，虽不是绝对安全的，但眼睛对这类激光源看久了会自动生厌（眨眼）而自我保护。

例如：游戏用激光枪、激光棒及条码扫描器等。 4.33A级激光：其连续波输出功率达（1-5）mW，通常应加防护措施，其工作区及激光源本身均应挂相应的警告标记，另外，利用光学仪器直视这类激光源会对眼睛带来危害，也应加强防护。例如：激光棒及直线校准仪器。 4.43B类激光：其输出功率为（5-500）mW，直接靠近这类激光源会对身体有危害；通过漫反射器观看这类激光源，距离在150mm以上。观看时间短于10s 则是安全的。此类激光源应设警告标记。例如:用于物理治疗的激光治疗仪等。 4.54类激光：激光输出功率在0.5W以上，即使通过漫反射也有可能引起危害，会灼伤皮肤，引燃可燃物。用户操作这类激光源时应特别小心。这类激光源应配备明显的警告标记。例如:大功率激光表演机、激光工业加工机等。 5.使用要求 5.1警示标志 5.1.12级、3级、4级激光应在控制区显眼处张贴警示标志； 5.1.23级、4级激光应在激光器工作区张贴警示标志；

(安全生产)激光焊机安全防护

激光工业加工机安全防护 1．概要本公司使用的激光焊接机为YAG激光设备。其波长为1064nm。在侧焊主机激光输出部分还配备有柔性的光纤输出。 2，安全在开始操作激光设备之前，阅读在相关手册里和分布在设备部件上指导手册里提到的安全警惕不仅仅对于操作者，而且包括远距离的其他人和物，激光设备的操作暴漏出来都危险，只有经过适当的培训具有资格的操作者才能被允许操作 2.1 警告、警惕、注意为了操作者的安全和防止设备的损坏，在这一章节里安全防范被给出，根据危险的程度，被分等级为“警告”(Warning)和“警惕”（Caution）。附加说明以“注意”(Note)被给出在开始操作之前，认真阅读“警告”(Warning)，“警惕”（Caution）和“注意”(Note)（内容）错误的操作可以导致操作者的死亡或严重伤害

错误的操作可以导致操作者的较小的伤害，或者周围物体的物理性的伤害。除了“警告”(Warning)或“警惕”（Caution）以外的附加说明。 2.2 关于激光设备的警告和警惕 1，YAG激光1064nm波长的放射光是红外线，而对人类的眼睛来说是不可见的 YAG激光的直接观察或接触都是很危险的。所以决不要这样做。眼睛暴露给散射光或反射光也是危险的。在工作期间，戴上与1064nm波长相对应的防护眼镜。眼睛的暴露可能失去视力如果眼睛被暴露，立即找医生出诊 2，在激光设备的面板打开时，不要打开电源和操作设备。暴露到YAG激光可能丢失视力或烧伤皮肤如果眼睛被暴露，立即找医生出诊 3，在激光加工设备的周围安装隔离带，并且设立一个适当的警告标牌。除

激光功率计使用说明(译文)

激光功率计使用说明衰减器滑动拨块取样按钮功率/波长转换开关感测器衰减器位置指示显示器波长增/减按钮功率测量: 1、将功率/波长转换开关拨至“W”档。 2、如果待测的激光功率＞10mW，将“衰减器滑动拨块”向感测器端移动，使功率衰减器遮盖住感测器，此时“衰减器位置指示器”显示为黑色，此时，衰减器在工作位置，所测量的功率不得超过30W/cm2，当衰减器不在工作位置，“衰减器位置指示器”显示为黄色，此时，所测量的功率不得超过0.5W/cm2。 3、按下并压住功率计的“取样按钮”。 4、将功率计插入激光束并使感测器中心对准激光束至少2秒钟以上。注意：将感测器靠近光束正常的入射处，可获得最高的测量精度和减至最小的背反射损失。如果光功率计发出嘟、嘟声响，并且显示器上显示为三条虚线“- - -”，说明此时测量的功率级别已超出最大功率范围。 5、释放取样按钮，将光功率计从光束处移出， 6、在取样按钮被按下时，所测的功率峰值读数在显示器上显示，10秒钟后，光功率计自动关闭。波长的设置: 1、将“功率/波长切换开关”拨至λ档，当前的波长读数则在显示器上显

示。 2、用“波长增/减按钮”调整波长从400nm~1064nm。（当波长超过999nm 时，显示器的读数为000至64，表示1000至1064。）注：波长的设置已经被储存，改变波长的设置是不必要的，除非波长的范围发生变化。警告！如果使用中超过设定的最大功率密度范围，将会导致激光功率计的感测器的损坏。技术参数型号：33-1553-000 传感器类型：硅元件波长范围：400~1064nm 最大测量功率：10Mw 精度：±5% 内置衰减器：1W 最大测量功率密度：0.5W/cm2 最大内置衰减器测量功率密度：30W/cm2 最小功率全刻度：9.99μW 最小功率分辨率：0.01μW 最小可视功率：0.5μW 峰值取样时间：2秒显示保留时间：10秒功率显示范围：9.99μW ~ 999 mW 电池寿命:180,000次(12秒/次) 过载声音报警：嘟、嘟

激光眼镜的安全等级和标准noir

激光眼镜的安全等级和标准_NOIR 激光眼镜又称为激光防护镜，激光防护眼镜，激光护目镜，是激光从业人员的必备安全用品。激光眼镜的安全性直接关系到人眼的健康，容不得半点闪失，因此在生产和采购激光眼镜时首先必须考虑激光的安全性，尽量使用具有相关安全认证的激光眼镜。一、主要的激光安全标准目前世界上主要的激光眼镜的安全等级是美国的ANSI Z136标准和欧盟CE认证的 EN207标准。我国也有相关的激光眼镜的安全标准：激光防护镜主要参数测试方法 GBT17736‐1999。一般都会要求把激光眼镜的OD参数、CE标志和L等级印在激光防护镜上，让使用者一目了然。维尔克斯光电专业提供激光防护镜选型支持。 1）美国ANSI Z136.1 ANSI Z136.1标准相对比较简单，可直观地看到激光的透射率，通过光密度(OD, Optical Density)来进行衡量。光密度表示激光防护镜承受激光辐射的能力，其和透射率的对数成反比，光密度OD与透过率T之间的逻辑关系：D=-log10 T。以透射率1%为例，光密度D为OD2+。光密度Optical Density 透过率 Transmission% 衰减系数Attenuation Factor 0 100% 1 1 10% 10 2 1% 100 3 0.10% 1000 4 0.01% 10000 5 0.00% 100000 6 0.00% 1000000 7 0.00% 10000000 2）欧盟EN207/EN208，L等级欧盟的EN207/EN208标准则相对复杂一些，其不仅要考虑光密度OD，而且还需要考虑损伤阈值(功率/能量密度随时间的变化)。EN 207首先安装激光的脉宽把激光分为三类：连续波、脉冲模式和锁模激光，脉冲模式又包括脉冲模式和巨脉冲模式。根据激光模式，镜片和镜框必须达到10秒或100个脉冲以上的标称防护水平。L等级由三部分组成：波长范围，激光模式名称和比例数。激光模式的分类如下激光模式及脉冲持续时间激光模式所刻标志脉冲持续时间连续波 (CW) D >0.25秒脉冲模式 I >1微秒-0.25秒

激光焊接的工艺参数及特性分析讲解

激光焊接的工艺参数及特性分析一、激光焊接的工艺参数：1、功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。2、激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接一、激光焊接的工艺参数： 1、功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。 2、激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。 3、激光脉冲宽度。脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。 4、离焦量对焊接质量的影响。激光焊接通常需要一定的离焦，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种：正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。实验表明，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦；焊接薄材料时，宜用正离焦。二、激光焊接工艺方法： 1、片与片间的焊接。包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4种工艺方法。

44瓦超高功率808nm半导体激光器设计和制作

44瓦超高功率808 nm半导体激光器设计与制作仇伯仓，胡海，何晋国深圳清华大学研究院深圳瑞波光电子有限公司 1. 引言半导体激光器采用III-V化合物为其有源介质，通常通过电注入，在有源区通过电子与空穴复合将注入的电能量转换为光子能量。与固态或气体激光相比，半导体激光具有十分显著的特点：1）能量转换效率高，比如典型的808 nm高功率激光的最高电光转换效率可以高达65%以上 [1]，与之成为鲜明对照的是，CO2气体激光的能量转换效率仅有10%，而采用传统灯光泵浦的固态激光的能量转换效率更低, 只有1%左右；2）体积小。一个出射功率超过10 W 的半导体激光芯片尺寸大约为0.3 mm3, 而一台固态激光更有可能占据实验室的整整一张工作台；3）可靠性高，平均寿命估计可以长达数十万小时[2]；4）价格低廉。半导体激光也同样遵从集成电路工业中的摩尔定律，即性能指标随时间以指数上升的趋势改善，而价格则随时间以指数形式下降。正是因为半导体激光的上述优点，使其愈来愈广泛地应用到国计民生的各个方面，诸如工业应用、信息技术、激光显示、激光医疗以及科学研究与国防应用。随着激光芯片性能的不断提高与其价格的持续下降，以808 nm 以及9xx nm为代表的高功率激光器件已经成为激光加工系统的最核心的关键部件。高功率激光芯片有若干重要技术指标，包括能量转换效率以及器件运行可靠性等。器件的能量转换效率主要取决于芯片的外延结构与器件结构设计，而运行可靠性主要与芯片的腔面处理工艺有关。本文首先简要综述高功率激光的设计思想以及腔面处理方法，随后展示深圳清华大学研究院和深圳瑞波光电子有限公司在研发808nm高功率单管激光芯片方面所取得的主要进展。 2.高功率激光结构设计图1. 半导体激光外延结构示意图

医学中常用的激光器

医学中常用的激光器自第一台激光器问世后，人们对激光器件及技术进行了大量的研制工作，取得了相当可观的成果。目前能实现激光运转的工作物质达数百种以上，大体上分为气体、固体、半导体、染料等几大类。人们在探索激光产生机理的同时，扩展了激光的频谱范围，几千条谱线遍布于真空紫外到远红外的广阔光谱区域。激光方向性好、强度大，可以使被照物体在1/1000s内产生几千度的高温，瞬间发生汽化。由于激光的物理特性决定了其具有明显的生物学效应，。各种不同的激光具有不同的特性和组织效应，正确认识激光的这些特点，是选择和合理利用激光的基础。一．气体激光器气体激光器，按工作物质的性质，大致可分成下列三种：(1)原子激光器：利用原子跃迁产生激光振荡，以氦氖激光器为代表。氩、氪、氙等惰性气体，铜、镉、汞等金属蒸气，氯、溴、碘等卤素，它们的原子均能产生激光。原子激光器的输出谱线在可见和红外波段，典型输出功率为10毫瓦数量级。 (2)分子激光器：利用分子振动或转动状态的变化产生辐射制成的，输出的激光是分子的振转光谱。分子激光器以二氧化碳(CO 2)激光器为代表，其他还有氢分子(H 2 )，氮分子(N 2 )和一氧化碳(CO)分子等激光器。分子激光器的输出光谱大多在近红外和远红外波段，输出功率从数十瓦到数万瓦。(3)离子激光器：这类激光器的激活介质是离子，由被激发的离子产生激光放大作用，如氩离子(激活介质为Ar＋)激光器。氦镉激光器(激活介质为Cd＋)等。离子激光器的输出光谱大多在可见光和紫外波段，输出功率从几毫瓦到几十瓦。气体激光器是覆盖波谱范围最广的一类器件，能产生连续输出。其方向性、单色性也比其他类型器件好，加之制造方便、成本低、可靠性高，因此成为目前应用最广的一类器体。 1、氦氖激光器氦氖激光器能输出波长为632.8nm的可见光，具有连续输出的特性。它的光束质量很好(发散角小，单色性好，单色亮度大)。激光器结构简单，成本低，但输出功率较小。氦氖激光器在工业、科研、国防上应用很广，医疗上主要用于照射，有刺激、消炎、镇痛、扩张血管和针灸等作用，广泛用于内科、皮肤科、口腔科及细胞的显微研究。氦氖激光器有三种结构形式：内腔式、外腔式和半内腔式。它们均由放电管、谐振腔、激励电源等三部分组成。以内腔式为例，放电毛细管是产生气体放电和激光的区域，它的内径很小，约在1到几毫米。电极A为阳极，由钨杆或钼(或镍)筒制成。阴极K为金属圆筒，由铝、钼、钽等制成，它们均有足够的电子发射能力和抗溅射能力。组成谐振腔的两块反射镜紧贴于放电管两端，并镀以多层介质膜。其中一个为全反射镜，另一个则为部分反射镜，整个谐振腔在出厂前已调整完毕，因此使用简单、方便。放电管的管径比放电毛细管粗几十倍，用以保持氦氖气压比及加固谐振腔。为了避免放电管变形而引起激光输出下降，内腔管的长度不宜过大，一般不超过一米。外腔式激光器可以更换不同的反射镜，使输出功率最大，光束发散角最小。也可在反射镜和放电管之间插入光学元件，以研究激光器的输出特性，调制它的频率或幅度，并可制成单频大功率激光器。 2、二氧化碳激光器二氧化碳激光器的能量转换效率达20～25%(氦氖激光器的能量转换效率仅为千分之几)。它的输出波长为10.6微米，属于远红外区，连续输出功率可达万瓦级，常用电激励，结构比较简单紧凑，使用方便，是目前最常用的激光器之一，在医学上，CO 2激光器作为手术刀使用日益引起人们的重视。CO 2 激光器也用于皮肤科、外科、神经外科、整形外科、妇科和五官科的手术，在癌症的治疗上也有一定成效。最常见的封离型内腔式二氧化碳激光器的管壳是由硬质玻璃或石英材料制成的。常见为三层玻璃套管结构，其最内层是放电管，中间层是水冷套，外层是储气管。在内外层之间有气体循环通路，这是为了保证混合气体的均匀分布而设计的。其光学谐振腔通常用平凹球面腔。球面镜可用石英或其他光学玻璃做基片，然后，在表面上镀层金属膜。平面镜是输出窗片，要求它对10.6μm的激光有很好的透过率，且表面不易损伤，机械性能好等。一般中小功率的激光器常常采用锗单晶做输出片，大功率的用砷化镓

激光的安全等级

激光的安全等级根据激光对人体的危险度分类，在光树内观察对眼睛的MPE（maximal possible effect最大可能的影响）做基准，可分为一到四级。激光产品厂商应该把Class II, III 和 IV的警示标签贴到相应的激光产品上。 Class I：低输出激光（功率小于0.4mW），不论何种条件下对眼睛和皮肤，都不会超过MPE值，甚至通过光学系统聚焦后也不会超过MPE值。可以保证设计上的安全，不必特别管理。典型应用如激光教鞭，CD播放机，CD-ROM设备，地质勘探设备和实验室分析仪器等。（光源外露情况下使用） Class II：低输出的可视激光（功率0.4mW-1mW），人闭合眼睛的反应时间为0.25秒，用这段时间算出的曝光量不可以超过ＭＰＥ值。通常1ｍＷ以下的激光，会导致晕眩无法思考，用闭合眼睛来保护，不能说完全安全，不要直接在光束内观察，也不要用Class II激光直接照射别人的眼睛，避免用远望设备观察Class II 激光。典型应用如课堂演示，激光教鞭，瞄准设备和测距仪等。 Class III：中输出激光，光束若直接射入眼睛，会产生伤害，基于某些安全的理由，进一步分为IIIＡ和IIIＢ级。 IIIＡ级为可见光的连续激光，输出为1-5ｍＷ的激光束，光束的能量密度不要超过25Ｗ／ｍ－ｍ，避免用远望设备观察IIIＡ激光，这样可能增大危险。IIIＡ的典型应用和Class II级有很多相同之处，如激光教鞭，激光扫描仪等。 III B级为5-500mＷ的连续激光，直接在光束内观察有危险。但最小照射距离为13ｃｍ，最大照射时间十秒以下为安全。IIIB激光的典型应用如光谱测定和娱乐灯光表演等。 ClassIV：高输出连续激光（大于500mW），高过第三级，有火灾的危险，扩散反射也有危险。典型应用如外科手术，研究，切割，焊接和显微机械加工等。 1级主要用在如激光教鞭，CD播放机，CD-ROM设备，地质勘探设备和实验室分析仪器等。（光源外露情况下使用）因为功率小于0.4mW。所以对眼睛无害。但也因为他照的距离不超过1米，所以不可能应用在光纤测温上，对于有些厂家提出1级等级，不可能做到的。或者说，他的主机里面还在别的激光器等级是1级的，但绝对不是用于测温的光源。

激光安全知识讲解

激光产品危险等级分类激光产品危险等级分类是描述激光系统对人体造成伤害程度的界定指标。分类从第I类激光（无伤害）到第IV类激光器如2000瓦二氧化碳激光器（可以切割厚钢板)。制造商必须在第II类，第III类和第IV类激光产品上贴有带激光危险等级分类字样的警告标签。第I类激光产品没有生物性危害。任何可能观看的光束都是被屏蔽的，且在激光暴露时激光系统是互锁的。（大型激光打印机如DEC LPS-40是由10毫瓦（IIIb类）氦氖激光驱动的，尽管实际的激光器是IIIb类，但打印机是互锁的，以避免和暴露的激光束发生任何接触，因此，该设备不产生任何生物性危害。这也适用于CD播放器和小型激光打印机，他们都是第一类设备）。第II类激光产品输出功率1毫瓦。不会灼伤皮肤，不会引起火灾。由于眼睛反射可以防止一些眼部损害，所以这类激光器不被视为危险的光学设备。（例如当眼遇到明亮的光线时，会自动眨眼，或者转动头部以避开这些强光线。这就是所谓的反射行为或反射时间。在这段时间内这类激光产品不会对眼睛造成伤害。尽管如此，一个人也不会愿意较长时间盯着看它）。在这类激光设备上应放黄色警告标签。第IIIa类激光产品输出功率1毫瓦到5毫瓦。不会灼伤皮肤。在某种条件下，这类激光可以对眼睛造成致盲以及其他损伤。这类激光产品应该有： (1) 激光发射指示灯，表明激光器是否在工作； (2) 应该使用电源钥匙开关，阻止他人擅自使用； (3) 应该贴有一个危险标签和输出xx的标签。第IIIb类激光产品输出功率5毫瓦到500毫瓦。在功率比较高时，这类激光产品能够烧焦皮肤。这类激光产品明确定义为对眼睛有危害，尤其是在功率比较高时，将造成眼睛损伤。这类激光产品必须具备: (1) 钥匙开关，阻止他人擅自使用； (2) 激光发射指示灯，表明激光器是否在工作； (3) 启动电源后有3至5秒延迟时间使操作者离开光束路径， (4) 装有急停开关，随时关断激光光束； (5) 在激光器上必须贴有红色的危险标签和xx（aperature）标签。（250mw激光器照射一张红纸，不到2秒钟就点燃了！) 第IV类激光产品输出功率大于500毫瓦。这类激光产品一定能够造成眼睛损伤。就像灼烧皮肤和点燃衣物一样，激光能够引燃其他材料。这类激光系统必须具备: (1) 钥匙开关，阻止他人擅自使用； (2) 保险装置，防止工作时系统的保护盖被打开； (3) 激光发射指示灯，表明激光器是否在工作； (4) 装有急停开关，随时关断激光光束； (5) 在激光器上贴好红色危险标签和xx（aperature）标签，这类激光反射光束和主光束一样都很危险。（一个1000瓦二氧化碳激光器可以在一块钢板上打孔，设象一下，如果是眼睛会

激光焊接工艺参数讲解

激光焊接原理与主要工艺参数作者:opticsky 日期:2006-12-01 字体大小: 小中大 1．激光焊接原理激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。下面重点介绍激光深熔焊接的原理。激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500 0C左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。 2. 激光深熔焊接的主要工艺参数 1激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，

常用激光器简介

几种常用激光器的概述一、CO2激光器 1、背景气体激光技术自61年问世以来，发展极为迅速，受到许多国家的极大重视。特别是近两年，以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速，已成为气体激光器中最有发展前途的器件。二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”，而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年，Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器，输出功率仅为1毫瓦，其效率为0.01%。不到两年，现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦，其效率为17 %，电源激励脉冲输出功率为825瓦，采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近，有人认为，进一步提高现有的工艺水平，近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中，主要的工作物质由CO?，氮气，氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦，可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用，为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点：（1）工作波长处于大气“窗口”，可用于多路远距离通讯和红外雷达。（2）大功率和高效率( 目前，氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦，其效率为0.17 %，原子激光器的连续波输出功率一般为毫瓦极,其效率约为0.1%，而二氧化碳分子激光器连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17%）。（3）结构简单，使用一般工业气体，操作简单，价格低廉。由此可见,随着研究工作的进展、新技术的使用，输出功率和效率会不断提高,寿命也会不断增长,将会出现一系列新颖的应用。例如大气和宇宙通讯、相干探测和导航、超外

激光焊接原理与主要工艺参数

1．激光焊接原理激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。下面重点介绍激光深熔焊接的原理。激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500 0C左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。 2. 激光深熔焊接的主要工艺参数 1)激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。 2)光束焦斑。光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。 3)材料吸收值。材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。

各功率激光的特点.

常见激光技术总结目前常见的激光器按工作介质分气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器和染料激光器5大类，近来还发展了自由电子激光器。大功率激光器通常都脉冲方式输出已获得较大的峰值功率。单脉冲激光指的是几分钟才输出一个脉冲的激光，重频激光指的是每分钟输出几次到每秒输出数百次甚至更高的激光。一、气体激光器 1.He-Ne激光器：典型的惰性气体原子激光器，输出连续光，谱线有63 2.8nm（最常用），1015nm，3390nm，近来又向短波延伸。这种激光器输出地功率最大能达到1W，但光束质量很好，主要用于精密测量，检测，准直，导向，水中照明，信息处理，医疗及光学研究等方面。 2.Ar离子激光器：典型的惰性气体离子激光器，是利用气体放电试管内氩原子电离并激发，在离子激发态能级间实现粒子数反转而产生激光。它发射的激光谱线在可见光和紫外区域，在可见光区它是输出连续功率最高的器件，商品化的最高也达30-50W。它的能量转换率最高可达 0.6%，频率稳定度在3E-11，寿命超过1000h，光谱在蓝绿波段（488/514.5），功率大，主要用于拉曼光谱、泵浦染料激光、全息、非线性光学等研究领域以及医疗诊断、打印分色、计量测定材料加工及信息处理等方面。 3.CO2激光器：波长为9~12um（典型波长10.6um）的CO2激光器因其效率高，光束质量好，功率范围大（几瓦之几万瓦），既能连续又能脉冲等多优点成为气体激光器中最重要的，用途最广泛的一种激光器。主要用于材料加工，科学研究，检测国防等方面。常用形式有：封离型纵向电激励二氧化碳激光器、TEA二氧化碳激光器、轴快流高功率二氧化碳激光器、横流高功率二氧化碳激光器。 4.N2分子激光器：气体激光器，输出紫外光，峰值功率可达数十兆瓦，脉宽小于10ns，重复频率为数十至数千赫，作可调谐燃料激光器的泵浦源，也可用于荧光分析，检测污染等方面。 5.准分子激光器：以准分子为工作物质的一类气体激光器件。常用电子束（能量大于200千电子伏特）或横向快速脉冲放电来实现激励。当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成基态原子时，受激态的能量以