Лазерная технология

ФИЗИКА»
ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Лекция-11

электронных состояний СО2 и переход в молекуле N2 (обозначения уровней

означает колебательную моду и число квантов в каждой моде. Так, запись 0200 означает, что уровень относится к моде 2 (см. рис. 2.5) и имеет два кванта. Переход в N2 помогает более эффективной накачке энергетических уровней СО2

Три фундаментальные моды колебаний молекулы СО2: ν1 - симметричная валентная мода; ν2 - деформационная мода; ν 3 - асимметричная валентная зона.

лазеры разделяются на семь типов и отличаются по скорости и

направлению прокачки газовой среды, по величине ее давления, а также механизмами и способами накачки. Все указанные лазеры имеют общую особенность, а именно: высокий КПД (15-20%), который является следствием большого квантового выхода (~40%) и высокой эффективности процесса накачки.
Лазеры с диффузионным охлаждением (ЛДО)

1- разрядная трубка, 2 – кольцевые электроды, 3 – медленное обновление смеси, 4 – разрядная плазма, 5 – внешняя трубка, 6 – охлаждающая проточная вода, 7- глухое зеркало, 8 – полупрозрачное зеркало, 9 – выходящее излучение.

трубок в резонатор.
1- разрядные трубки, 2 – глухое зеркало, 3

– поворотные зеркала, 4 – выходное полупрозрачное зеркало, 5 –выходящее излучение.

с быстрой продольной прокачкой (БПЛ)
В таких конструкциях газовая смесь прокачивается

со сверхзвуковой скоростью, что дает возможность охлаждать ее путем быстрого удаления смеси из рабочей зоны в охладитель и тем самым преодолеть ограничение на выходную мощность. Прокачка с большой скоростью означает увеличение количества активных центров, что позволяет увеличить ток Iр и тем самым Wл (так как Wл ~ Iр). В современных лазерах достигнуты параметры по мощности ~ 1 кВт/м и больше. За пределами резонатора газ не только охлаждается, но и проходит необходимую генерацию: 
2 СО + О2 = 2 СО2
 в присутствии катализатора. В этом режиме лазер работает практически в автономном режиме.
 В настоящее время СО2 - лазеры с быстрой продольной прокачкой
 (мощностью 1-3 кВт) нашли широкое применение во многих операциях по обработке и термообработке материалов и, в частности, для лазерной резки металлов (с толщиной до нескольких миллиметров).

с поперечной прокачкой (БПЛ)
1- газовый контур, 2 – разрядная камера

с резонатором, 3 – теплообменник, 4 – вентилятор, 5 –медленный напуск свежей смеси, 6 – медленная откачка отработанной смеси.

и резонатора БПЛ-лазера. а) – вид сбоку; б)- вид сверху.

1- стенка камеры, 2 – сплошной катод, 3 – секционированный анод, 4 – разрядная плазма, 5 – газовый поток, 6- глухое зеркало, 7 – поворотное зеркало, 8 – выходное окно, 9 – выходящее излучение.

комплекс АЛТК для резки, мощность лазера 1,5 кВт (промышленный)

комплекс АЛТК для резки, мощность лазера 5 кВт (промышленный)

комплекс АЛТК для сварки, мощность лазера 1,5 кВт (промышленный)

комплекс АЛТК для закалки гильз цилиндров дизельных двигателей, мощность лазера

1,5 кВт (промышленный)