德国通快轴快流CO2激光器演示教学共90页文档
高功率轴快流CO2激光器原理结构
设计：李波
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激光切割的市场需求
设计：李波
德国Trumpf推出了功率高达12kW的CO2激光复合加工机和功率高达 15kW的三维CO2激光切割机，表明了激光加工装备的高功率发展趋势！
德国Trumpf 12kW-CO2激光切 割、焊接和表面处理复合加工机
德国Trumpf 的15kW-CO2 激光三维激光切割机
D Mode 1000-4000Watts
Q Mode >4000Watts
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光束质量参数
设计：李波
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轴快流CO2激光器的诞生
设计：李波
轴快流CO2激光器是在早期的封离式圆形玻璃管纵向激 励CO2激光器的基础上发展而来的。 1965年，Bridge和Petel将放电管壁的温度冷却到60ºC以下来提高激光器的输出功率。 Moeller, Rigder[8]以及Patel[9]等人则采用风冷和水冷的方式来 使放电管冷却。 1969年Cool等人将快速流动技术引入到了这种激光器 中，通过工作气体的高速流动来使其冷却，从而获得 了较高功率的激光输出。
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射频功率反馈
设计：李波
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射频功率控制
设计：李波
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射频电源控制信号
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RF ON
RF OFF
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设计：李波
连续模式
脉冲模式
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连续工作模式
设计：李波
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连续工作模式
设计：李波
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设计：李波
门控频率=200Hz
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设计：李波
门控频率=5000Hz
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设计：李波
门控频率=50000Hz
设计：李波
Trumpf轴快流CO2激光器概述
CO2激光器详解ppt课件
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N2分子的共振能量转移： 电子碰撞激发N2的振动能级的总截面很大。这些被激发的 很大一部分分子将被=1的能级所收集。N2的=1能级与 CO2的0001能级仅相差18cm-1(≈2.510-3eV)，因此，N2与 CO2的基态分子发生碰撞时，N2将激发能量转移给CO2分子， 使之激发到0001能级；这个过程可表示为：
对CO2分子讲，在每一个振动能级上，不是所有J值的转动 能级都存在。在CO2分子中，Q支是禁戒的，只有P支和R支 是非禁戒的。P(20)指的是从上能级J=19到下能级J=20的 跃迁；R(20)指的是从上能级J=21到下能级J=20的跃迁。
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激发过程
激光跃迁可发生在00011000(≈10．6m)和 00010200(≈9．6m)两个过程中。但输出激光主要发生 在00011000过程中。 泵浦主要通过下面两个过程： 电子碰撞激发，这个过程表示为：
图10 (f) 射频激励激光器
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4.准分子光器
准分子(Excimer)是束缚在电子激发态的分子，是一种处 于激发态的复合分子，无稳定的基态。很快自动地离解成 原子或其它分子团，从它产生到消失的时间只有几十毫微 秒。
准分子分两类；一类是同核二聚物(Dimer)如 、Xe2* H等g，2* 另一类是异核型准分子 (Exciplex)，如惰性气体的氧化
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准分子激光器的特点
准分子寿命很短，只有10-8秒，激光跃迁的下能 级是排斥态或寿命非常短(只有10-13秒)的弱束缚 态，这就是说激光下能级总是空的。
与其它分子激光器属于束缚—束缚辐射跃迁的情 形不同，准分子激光器属于束缚-自由辐射跃迁。 由于不存在明确的振动—转动跃迁，所以跃迁是 宽带的。
二氧化碳激光器简介PPT课件
4.5 横向激励高气压CO2激光器（TEA） 1 特点
工作气压高 采用横向激励方式 电极面积大 施用预电离技术
2 常用的TEA CO2激光器结构 1） 针板TEA CO2激光器
结构比较简单，易实现均匀激励，效率不高，光束质量不太好
4 辅助气体 N2： 增大CO2分子0001能级的激发速率,还能增加0110能
级的驰豫速率
CO：增大CO2分子0001能级的激发速率，还能增加0110
能级的驰豫速率，但太高时会使0001能级消激发
He：1 降低工作气体的温度，增加输出功率
2 He对激光下能级的驰豫作用比对激光能级的驰豫作 用影响大得多，这有利于粒子数反转，即有利于提高输出 功率
2）管－板式放电结构 阴极： 放置位置： 气流上游前沿与阳极前沿对齐 与导流板之间必须留有足够的空隙 应置于喉道渐缩段内 寿命：与管径大小有关，管径小寿命长 材料：无氧铜 水冷镍阴极
阳极： 条形，两端圆弧过渡，紫铜制造 辅助阳极 阳极长度不匹配： 电极缩短，抑制瞬间飞弧的进一步扩展，在工
作气质变劣时也能稳定放电 电极过短，特别气质变劣情况下，异常辉光放
4）费米共振激发
CO2（1000）+ CO2（0000）－ △E
CO2（0200）
CO2（1000）－ △E
3 二氧化碳激光器驰豫过程
1）激光上能级的驰豫 分 体积驰豫 和 管壁驰豫，驰豫速率与气压有关，体
积驰豫还与辅助气体种类及其气压有关 2）激光下能级的驰豫
第一步 1000和0200能级的分子与基态分子碰撞，二者都会驰豫 到0110振动能级
1）电子碰撞激发
直接激发
通快激光编程手册中文教材
TRUTOPS编程手册LASER程序设计手册Hanbo2009-12-27前言TRUTOPS是德国创普公司为TC机台开发的专用自动软件，其功能在自动应用方面极为强大，是自动冲孔机软件的完美化身，具有全新典型的TRUMPF标，该软件具有精确度高，排版自动化，排刀手动自动相结合及排刀不受刀位角度限制等优点。
为了使受训人员在短时间内，快速有效的掌握本软件，以及配合现场加工的要求，本版采用大幅插图的形式介绍了TRUTOPS软件的各项应用模块，其中LASER模块是本软件的重点，初学者需用心研究，力求掌握之纯熟境界。
目录一、TRUROPS软件CAD模块基本命令的应用 (1)二、DXF文档转换为GEO文档 (6)三、TRUROPS软件NEST模块基本命令的应用 (7)四、TRUROPS软件LASER模块基本命令的应用 (11)五、编程注意事项 (17)一.打开TRUTOPS如下图点击CAD图标，即可进入绘图模块，所示画面如下：1.CAD模块主要用于简单图形的绘制和修改,基本功能与CAD软件相同,这里我们只做简单的介绍,基本图标功能如下:1.1.删除图素1.2.删除选择(在这里面可以有条件的选取自已想要去除部分包括颜色,线型,和其它的几何图形)1.3.删除外轮廓1.4.删除小轮廓(在这里可以设定面积小于多少的轮廓一次性删除)1.5.删除短图素(在这里可以设定长度小于多少的图素一次性删除) 1.6.删除特征1.7.删除标注(图标变暗不可用)1.8.删除辅助线1.9.创建点1.10.两点创建一条直线1.11.创建水平线1.12.创建垂直线1.13.创建矩形1.14.用圆心和直径创建圆1.15.用圆心,起始角度,结束角度创建圆弧1.16.创建文字1.17.创建矩形形棱角缺口1.18.创建方形棱角缺口1.19.创建尖形图素缺口1.20.创建矩形图素缺口1.21.创建缺口沉切1.22.创建矩形棱面1.23创建方形棱面1.24创建棱角倒角2.此工具栏从左到右各图标功能如下2.1.退出TRUTOPS软件2.2.显示尺寸标注2.3.显示开放点2.4.显示全部点2.5.显示突出特征2.6.刷新2.7.全视图(CTRL+T)2.8.详图(局部放大)2.9.显示上次视图2.10.记忆视图2.11.调取视图2.12-2.18为各种尺寸测量3.下面为做图辅助线命令3.1.通过两点创建辅助线3.2.创建平行辅助线3.3.创建水平辅助线3.4.创建垂直辅助线3.5.过一点或借助角创建辅助线3.6.创建垂直辅助线3.7.创建辅助线使与X轴间成给定角度3.8.创建辅助线使与直线成X角3.9.创建辅助线使与2条圆弧线相切3.10.创建分度3.11.通过3个点创建辅助圆3.12.用圆心和半径创建辅助圆3.13.用直径创建辅助圆3.14.用圆心和直径创建辅助圆3.15.创建辅助同心圆3.16.在2条切线处并通过一点创建辅助圆3.17.通过2个点创建辅助圆与一直线相切3.18.创建辅助圆使其与3条直线相切3.19.用圆心创建辅助圆使其与一条直线相切4. 在打开界面的右边是工具导航栏:有创建,修改,尺寸标注,折弯,助手五部分在左侧面,但这里我们直正能用到的只有创建和修改两部分,创建部分主要是创建简单的线,圆,弧，棱角。
快速轴流CO2激光器
第19卷第5期应,q t激光V o l·19，N o·5 1999年19月A P P L I E D L A S E R O c to b er1999_____==IIE_；；___=；；=≈===-__l_I==#====；j★I‘j；===z===，_-目__=；======lI=___，__I=一一快速轴流CO。
激光器谢占武赵治国康建章魏德森臧建民(河北省科学院激光研究所石家庄050081)提要本文报道我们设计的快速轴滤CO，激光器和实验结果，激光器的光学谐振腔为三折Z形折叠半基焦腔，输出耦合镜为GaAs材料．透过率为72“的．得到最大输出功率2530W，电光转换效率最高达到z a0A。
关键词快速轴流COz激光器新叠腔F a s t A x i a I F L o w C0±L a se rX i e Z h a n w u，Z h i a o Z h i g u o，K a n g Jia nzh ang，We i D e s e n，Z a n g Jiaixmiix(Laser I nsti tut e．H ebei A e a d e m y of Sc iences．Shijia zhuang050081)A b s t r a c t T h i s p a p e r r e p o r t s f a s t axia l f l o w C02l a s er designed by O W[1and t h e e x p er0 m en t a l re su lt，dis cu sse s s ome c on c e rn e d p r o b l em s w i t h the designing．The o p t i c a l c avi ty of the l a s er is t h r e e—t i m e—f o l de d h al f—s ym m e tr i c w i t h o u t p u t coupler of transmi ssivlty of 72％m a d e of G a A s，t h e m a x i m u m o u t p u t p o w e r of 2530w a nd eff ic ien cy of 24％w e r e reac he d．K e y w o r d s F a s t a x i a lf l o w，C021a s e r，f o l d--c a v i ty快速轴流C O：激光器的输出功率主要取想气体模型可以很好地近似。
通快激光编程手册中文教材
TRUTOPS编程手册LASER程序设计手册Hanbo2009-12-27前言TRUTOPS是德国创普公司为TC机台开发的专用自动软件，其功能在自动应用方面极为强大，是自动冲孔机软件的完美化身，具有全新典型的TRUMPF标，该软件具有精确度高，排版自动化，排刀手动自动相结合及排刀不受刀位角度限制等优点。
为了使受训人员在短时间内，快速有效的掌握本软件，以及配合现场加工的要求，本版采用大幅插图的形式介绍了TRUTOPS软件的各项应用模块，其中LASER模块是本软件的重点，初学者需用心研究，力求掌握之纯熟境界。
目录一、TRUROPS软件CAD模块基本命令的应用 (1)二、DXF文档转换为GEO文档 (6)三、TRUROPS软件NEST模块基本命令的应用 (7)四、TRUROPS软件LASER模块基本命令的应用 (11)五、编程注意事项 (17)一.打开TRUTOPS如下图点击CAD图标，即可进入绘图模块，所示画面如下：1.CAD模块主要用于简单图形的绘制和修改,基本功能与CAD软件相同,这里我们只做简单的介绍,基本图标功能如下:1.1.删除图素1.2.删除选择(在这里面可以有条件的选取自已想要去除部分包括颜色,线型,和其它的几何图形)1.3.删除外轮廓1.4.删除小轮廓(在这里可以设定面积小于多少的轮廓一次性删除)1.5.删除短图素(在这里可以设定长度小于多少的图素一次性删除) 1.6.删除特征1.7.删除标注(图标变暗不可用)1.8.删除辅助线1.9.创建点1.10.两点创建一条直线1.11.创建水平线1.12.创建垂直线1.13.创建矩形1.14.用圆心和直径创建圆1.15.用圆心,起始角度,结束角度创建圆弧1.16.创建文字1.17.创建矩形形棱角缺口1.18.创建方形棱角缺口1.19.创建尖形图素缺口1.20.创建矩形图素缺口1.21.创建缺口沉切1.22.创建矩形棱面1.23创建方形棱面1.24创建棱角倒角2.此工具栏从左到右各图标功能如下2.1.退出TRUTOPS软件2.2.显示尺寸标注2.3.显示开放点2.4.显示全部点2.5.显示突出特征2.6.刷新2.7.全视图(CTRL+T)2.8.详图(局部放大)2.9.显示上次视图2.10.记忆视图2.11.调取视图2.12-2.18为各种尺寸测量3.下面为做图辅助线命令3.1.通过两点创建辅助线3.2.创建平行辅助线3.3.创建水平辅助线3.4.创建垂直辅助线3.5.过一点或借助角创建辅助线3.6.创建垂直辅助线3.7.创建辅助线使与X轴间成给定角度3.8.创建辅助线使与直线成X角3.9.创建辅助线使与2条圆弧线相切3.10.创建分度3.11.通过3个点创建辅助圆3.12.用圆心和半径创建辅助圆3.13.用直径创建辅助圆3.14.用圆心和直径创建辅助圆3.15.创建辅助同心圆3.16.在2条切线处并通过一点创建辅助圆3.17.通过2个点创建辅助圆与一直线相切3.18.创建辅助圆使其与3条直线相切3.19.用圆心创建辅助圆使其与一条直线相切4. 在打开界面的右边是工具导航栏:有创建,修改,尺寸标注,折弯,助手五部分在左侧面,但这里我们直正能用到的只有创建和修改两部分,创建部分主要是创建简单的线,圆,弧，棱角。
第3章_二氧化碳激光器
与生物组织作用时，几乎全被生物组 织200μm内的表层吸收，稳定性较好， 医学上应用广泛。
• 在CO2激光器的放电管内充有CO2、N2、 He等混合气体，其配比和总气压可以在一 定范围内变化(一般是：CO2：N2：He＝ 1:0.5:2.5总气压为1066.58Pa)。任何分子都
由于以上跃迁具有同一上能级,而且 0001→1000跃迁的几率大得多,所以C02激光 器通常只输出10.6μm激光。若要得到 9.6um的激光振荡,则必须在谐振腔中放置波 长选择元件抑制10.6um激光振荡。
三、 CO2激光器的输出特性 (1) 放电特性
相应于CO2激光器的输出功率，其放电电流有一个最佳值。CO2激 光器的最佳放电电流与放电管的直径，管内总气压，以及气体混合比有 关。
第3章 二氧化碳激光器
5.2.2 二氧化碳激光器
C02激光器的主要特点是输出功率大,能量转换效率高,输出波长(10.6um) ，广泛用 于激光加工、医疗、大气通信及其他军事应用。
C02激光器以C02、N2和He的混合气体为工作物质。激光跃迁发生在C02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,则有助于激光下 能级的抽空。
英管壁传导散热，故其热导率低，注入功率和激光
功率受工作气体温升的限制，每米激光管的输出功 率在50～70W之间，由于工作气体在放电过程中 有分解，故其输出激光功率随运行时间延长而逐渐
下降．其优点是结构简单，维护方便，造价和运行
费均较低，在加工中若仅需数百瓦级激光功率时， 采用此种准封离型CO2激光器是适宜的．
通快激光编程手册中文教材
TRUTOPS编程手册LASER程序设计手册Hanbo2009-12-27前言TRUTOPS是德国创普公司为TC机台开发的专用自动软件，其功能在自动应用方面极为强大，是自动冲孔机软件的完美化身，具有全新典型的TRUMPF标，该软件具有精确度高，排版自动化，排刀手动自动相结合及排刀不受刀位角度限制等优点。
为了使受训人员在短时间内，快速有效的掌握本软件，以及配合现场加工的要求，本版采用大幅插图的形式介绍了TRUTOPS软件的各项应用模块，其中LASER模块是本软件的重点，初学者需用心研究，力求掌握之纯熟境界。
目录一、TRUROPS软件CAD模块基本命令的应用 (1)二、DXF文档转换为GEO文档 (6)三、TRUROPS软件NEST模块基本命令的应用 (7)四、TRUROPS软件LASER模块基本命令的应用 (11)五、编程注意事项 (17)一.打开TRUTOPS如下图点击CAD图标，即可进入绘图模块，所示画面如下：1.CAD模块主要用于简单图形的绘制和修改,基本功能与CAD软件相同,这里我们只做简单的介绍,基本图标功能如下:1.1.删除图素1.2.删除选择(在这里面可以有条件的选取自已想要去除部分包括颜色,线型,和其它的几何图形)1.3.删除外轮廓1.4.删除小轮廓(在这里可以设定面积小于多少的轮廓一次性删除)1.5.删除短图素(在这里可以设定长度小于多少的图素一次性删除) 1.6.删除特征1.7.删除标注(图标变暗不可用)1.8.删除辅助线1.9.创建点1.10.两点创建一条直线1.11.创建水平线1.12.创建垂直线1.13.创建矩形1.14.用圆心和直径创建圆1.15.用圆心,起始角度,结束角度创建圆弧1.16.创建文字1.17.创建矩形形棱角缺口1.18.创建方形棱角缺口1.19.创建尖形图素缺口1.20.创建矩形图素缺口1.21.创建缺口沉切1.22.创建矩形棱面1.23创建方形棱面1.24创建棱角倒角2.此工具栏从左到右各图标功能如下2.1.退出TRUTOPS软件2.2.显示尺寸标注2.3.显示开放点2.4.显示全部点2.5.显示突出特征2.6.刷新2.7.全视图(CTRL+T)2.8.详图(局部放大)2.9.显示上次视图2.10.记忆视图2.11.调取视图2.12-2.18为各种尺寸测量3.下面为做图辅助线命令3.1.通过两点创建辅助线3.2.创建平行辅助线3.3.创建水平辅助线3.4.创建垂直辅助线3.5.过一点或借助角创建辅助线3.6.创建垂直辅助线3.7.创建辅助线使与X轴间成给定角度3.8.创建辅助线使与直线成X角3.9.创建辅助线使与2条圆弧线相切3.10.创建分度3.11.通过3个点创建辅助圆3.12.用圆心和半径创建辅助圆3.13.用直径创建辅助圆3.14.用圆心和直径创建辅助圆3.15.创建辅助同心圆3.16.在2条切线处并通过一点创建辅助圆3.17.通过2个点创建辅助圆与一直线相切3.18.创建辅助圆使其与3条直线相切3.19.用圆心创建辅助圆使其与一条直线相切4. 在打开界面的右边是工具导航栏:有创建,修改,尺寸标注,折弯,助手五部分在左侧面,但这里我们直正能用到的只有创建和修改两部分,创建部分主要是创建简单的线,圆,弧，棱角。