2020年9月14日星期一

激光器的工作原理


  連續激光焊接大部分都是高功率激光器,功率在500瓦以上,一般1mm以上的板材都應該使用這種激光器。其焊接機理是基於小孔效應的深熔焊,深寬比大,可達到5:1以上,焊接速度快,熱變形小。在機械、汽車、船舶等行業有著廣泛的應用。還有一部分小功率連續激光器,功率在 幾十到幾百瓦之間,它們在塑料焊接及激光釺焊這些行業使用得比較多。
  激光器工作原理
  1、YAG激光器的工作原理
  激光電源首先把脈沖氙燈點著,通過激光電源對氙燈脈沖放電,形成一定頻率,一定脈寬的光波,該光波經過聚光腔輻射到Nd 3+:YAG激光晶體上,激發Nd 3+:YAG激光晶體發光,再經過激光諧振腔諧振之後,發出波長為1064nm脈沖激光,該脈沖激光經過擴束、反射、(或經光纖傳輸)聚焦後打在所要焊接的物體上;在PLC或工業PC機的控制下,雷射雕刻機移動數控工作台,從而完成焊接。焊接時所需要的脈沖激光的頻率、脈寬、波形、工作台速度、移動方向均可用單片機、PLC或工業PC機來控制,通過對激光的頻率、脈寬的不同設定可調節控制脈沖激光的能量。
  2、光纖激光器的工作原理
  當泵浦光通過光纖中的稀土離子時,就會被稀土離子所吸收。這時吸收光子能量的稀土原子電子就會激勵到較高激射能級,從而實現離子數反轉,反轉後的離子數就會以輻射形式從高能級轉移到基態,並且釋放出能量,完成受激輻射。光纖激光器產生的激光通過光纖輸出,並雷射打標機與配套的工作台配合,完成相應的焊接。光纖激光器分為脈沖光纖激光器和連續光纖激光器。其中,脈沖光纖激光器可通過激光的峰值功率、頻率、脈寬的設定來調節激光脈沖單點能量;連續光纖激光器則通過設定平均激光功率來調節輸出激光功率。
  3、半導體激光器的工作原理

  通過一定的激勵方式,在半導體物質的能帶(導帶與價帶)之間雷射焊接機,或者半導體物質的能帶與雜質(受主或施主)能級之間,實現非平衡載流子的粒子數反轉,當處於粒子數反轉狀態的大量電子與空穴複合時,便產生受激發射作用。半導體激光器產生的激光也可通過光纖輸出進行焊接。

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