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射频激励CO2激光器ULR系列射频激励CO2激光器是由美国Universal Laser Systems Inc公司制造。
美国公司已授权我们为亚洲（包括中国）客户提供售前、售中、售后服务。
目前已有超过三万台激光器在世界各地运行。
为客户提供长达12个月的免费保修，省却用户的后顾之忧。
既可以为用户提供风冷形式的激光器，也可以提供水冷形式的激光器，以方便用户根据不同的使用环境来选用最适合的激光器。
价格低廉的OEM型激光器特别适合激光设备制造厂家，如激光切割机、激光雕刻机和激光打标机生产厂家，可以十分方便地将我们的激光器集成到激光设备中。
工作原理：CO2分子为线性对称分子，两个氧原子分别在碳原子的两侧，所表示的是原子的平衡位置。
分子里的各原子始终运动着，要绕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：①二个氧原子沿分子轴，向相反方向振动，即两个氧在振动中同时达到振动的最大值和平衡值，而此时分子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，又叫反对称振动能。
在这三种不同的振动方式中，确定了有不同组别的能级。
特性：所有激光器都有三种外形结构和两种冷却方式。
三种结构是OEM基本型、OEM标准型和安全四级型。
两种冷却方式是风冷和水冷。
OEM基本型是基本结构形式，没有外壳和风扇，有风冷和水冷两种冷却方式，特别适合系统/设备制造商使用。
OEM标准型有风冷和水冷两种形式，包含铝制外壳和风扇，特别适合需要将激光器外露的使用场合。
安全四级型有水冷和风冷方式,含外壳、风扇、钥匙开关和安全开关连锁，一般用于出口到欧美的设备上。
所有激光器包含射频电源、内置触发(internal tickle)和安全连锁。
所有激光器可以连续运行，也可以脉冲运行，脉冲最高频率达5kHz。
co2射频激光器工作原理
CO2射频激光器是一种常用于金属切割、雕刻、焊接等工业领域的激光器。
其工作原理是利用CO2气体分子的激发态与基态之间的跃迁来产生激光，而这种跃迁是通过电子受到高频射频电场的激励而实现的。
CO2射频激光器的主体部分是激光腔，它由两个反射镜和一个放置CO2气体的管道组成。
当高频电场作用于CO2气体时，激发出气体中的电子，从而使其处于激发态。
当这些激发态的气体分子回到基态时，会释放出一定能量的光子，从而产生激光。
为了使得产生的激光能够稳定输出，需要对激光腔进行一定的设计和优化。
例如，在反射镜的选择和安置上需要考虑激光的模式和功率输出，以及对激光腔内CO2气体的补给和排放等问题。
总之，CO2射频激光器的工作原理基于CO2气体分子的激发态和基态之间的跃迁，是一种高效、稳定的激光器。
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厦门大学硕士学位论文全金属环波导CO<,2>激光器射频电源的研究与实践姓名：王吉申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：林辉20060501摘要摘要射频激励ｃ０２激光器，由于它所具有的一系列突出优点，如体积小、功率大、光束质量好、可靠性高、寿命｝乏等，在工业加工、医疗外科和激光雷达等多个行业得到了广泛的应用。
射频电源作为激光的功率来源，是激光器的一个重要组成部分。
文章通过对射频电源的高频功率放大和阻抗匹配这两项关键技术的研究，结合全金属环波导ｃ０２激光器对射频电源的要求，设计、制作了一个射频激光电源，并对各项关键参数进行了测量。
论文的主要内容包括：１．阐述射频激励全金属环波导ｃ０２激光器的结构和特征，分析一般射频ｃ０２激光电源的结构和组成。
２．详细的论述了射频电源的两项关键技术——高频功率放大和阻抗匹配。
从原理和结构上指出高频功放与低频功放或者高频小信号放大器的区别。
强调阻抗匹配网络在高频功放电阻中的重要性。
３．从ｃ０２激光器对射频电源的要求入手，进行射频电源电路设计，给出元件参数和具体型号、类别。
电源电路包括：射频信号发生电路、射频功率放大电路、直流供电电路和附加保护电路，以及与激光头的匹配网络。
重点是对射频功率放大电路和匹配网路的设计。
４．按照电路ＰＣＢ布线一制板一元件配置一焊接的顺序，依次介绍各个步骤，并对完成的电路进行综合调试。
同时根据电路的特点，采取措施加强系统散热和抑制噪声、干扰。
５．对试验结果进行分析，总结，并针对存在的问题和实用化的方向提出改进方法。
本文中设计的实验电源，频率稳定、效率高、结构小巧、噪音低、成本低廉，稍加改进即可实用。
本设计是对射频激励全金属环波导ｃｏｚ激光器电源而进行的一次有益探索和尝试。
关键词：ｃｏｚ激光器；射频电源；高频功率放大；阻抗匹配网络ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＲＦ—ｅｘｃｉｔｅｄＣ０２ｌａｓｅｒｉｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｐｏｐｕｌａｒｌｙｕｓｅｄｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｍｅｄｉｃａｌｓｕｒｇｅｒｙａｎｄｒａｄａｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｓｏｍａｎｙａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓｓｍａｌｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎ，ｌａｒｇｅｐｏｗｅｒｏｕｔｐｕｔ，ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｎｇｌｉｆｅ—ｓｐａｎＡｓｐｏｗｅｒＢａｓｅｄｏｎｓｏｕｒｃｅａｎｄｇｏｏｄｂｅａｍｏｆｌｉｇｈｔ．ｏｆｔｈｅｌａｓｅｒ，ＲＦｐｏｗｅｒｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｌａｓｅｒｓｙｓｔｅｍ．ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆＨＦｐｏｗｅｒａａｍｐｌｉｆｉｅｒａｎｄｉｍｐｅｄａｎｃｅｍａｔｃｈｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅａｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｗａｙｏｆｈｏｗｔｏｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｈｅｎ，ｍａｋｅＲＦＣ０２ｌａｓｅｒｐｏｗｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｄｅｍａｎｄｅｄｂｙｔｈｅｌａｓｅｒｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｂｅｏｆａｎａｎｎｕｌａｒｗａｖｅｇｕｉｄｅＣ０２ｌａｓｅｒｗｉｔｈａｌｌ—ｍｅｔａｌｌｉｃｍａｔｅｒｉａｌ．Ｐｒｉｍａｒｙｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｓｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓａｒｅ１．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆａＲＦ—ｅｘｃｉｔｅｄａｎｎｕｌａｒｗａｖｅｇｕｉｄｅＣ０２ｌａｓｅｒｗｉｔｈａｌｌ－ｍｅｔａｌｌｉｃｍａｔｅｒｉａｌＣ０２ｌａｓｅｒａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆａｎｏｒｍａｌＲＦ－ｅｘｃｉｔｅｄＣ０２ｌａｓｅｒｐｏｗｅｒａｒｅ２．ＨＦｐｏｗｅｒａｎａｌｙｓｅｄ．ｔｗｏｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎＲＦａｍｐｌｉｆｉｅｒａｎｄｉｍｐｅｄａｎｃｅｍａｔｃｈｉｎｇａｒｅｐｏｗｅｒ．ＡｆｔｅｒｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＬＦｐｏｗｅｒｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＨＦｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒａｎｄＨＦｓｍａｌｌｓｉｇｎａｌａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｎａｍｐｌｉｆｉｅｒａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｉｍｐｅｄａｎｃｅｍａｔｃｈｉｎｇｉｓａｌｓｏｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ．３．ＡＲＦ—ｅｘｃｉｔｅｄＣ０２ｌａｓｅｒｐｏｗｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ｗｉｔｈｉｔｓ‟ｆｅａｔｕｒｅｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｐｏｗｅｒｃｉｒｃｕｉｔｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｓ：ＲＦｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ＲＦｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ＤＣＴｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｓｎｅｔｗｏｒｋ．ａｒｅｓｕｐｐｌｙｐｏｗｅｒｃｉｒｃｕｉｔ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋ．ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＲＦｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒａｎｄＷｅｌｄ一４ｔｈｅｉｍｐｅｄａｎｃｅｍａｔｃｈｉｎｇ４．Ｒｏｕｔｉｎｇ，ＰＣＢｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｌａｙｏｕｔａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｕｒｎ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｓｔｅｐｓｏｆｍａｋｉｎｇａｃｉｒｃｕｉｔａｌｅａｄｊｕｓｔｉｎｇａｎｄｔｒｉｍ．Ｓｏｍｅｓｔｅｐｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｉｍｐｒｏｖｅｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ‟ｈｅａｔ５．Ａｆｔｅｒｄｉｓｐｅｌｌｉｎｇａｎｄｒｅｓｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｎｏｉｓｅａａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．ａｎａｌｙｓｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄａｔａ，ｄｒａｗｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎａｎｄｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｓｏｍｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｓｏｍｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｃｏｕｎｔｒｉｅｓ，ｗｅｈａｖｅａｌｏｎｇｗａｙｔｏｇｏｉｎｌｌＩ令金属环波导ＣＯ：激光器射频电源的研究Ｌｊ实践ＲＦ—ｅｘｃｉｔｅｄＣ０２ｌａｓｅｒｐｏｗｅｒ．ＴｈｅＲＦＣ０２ｌａｓｅｒａｎｄｉｔｓｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｌｅｍａｉｎｌｙｐｏｗｅｒｉｍｐｏｒｔｅｄｆｒｏｍｔｈｏｓｅｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲＦ—ｅｘｃｉｔｅｄＣ０２ｌａｓｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇｖｉｒｔｕｅｓ：ｓｔａｂｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｈｉｇｈｎｏｉｓｅｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｌｏｗａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ．ＩｔｉｓａｍｅａｎｉｎｇｆｕｌｔｒｙｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃＲＦｐｏｗｅｒａｎａｎｎｕｌａｒｗａｖｅｇｕｉｄｅＣ０２ｌａｓｅｒｗｉｔｈａｌｌ－ｍｅｔａｌｌｉｃｍａｔｅｒｉａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃ０２ｌａｓｅｒ；ＲＦｐｏｗｅｒ；ＨＦｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ；Ｉｍｐｅｄａｎｃｅｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋ１Ｖ第１章绪论分、外围保护电路和电源与激光头的匹配网络等。
4.1 电介质平板波导 4.2 对称平板波导中的模式 4.3 非对称平板波导中的模式 4.4 波导的耦合4.5 平板波导的色散和失真4.6 集成光器件 4.7 总结和讨论第4章 集成光波导4.5 平板波导的色散和失真除了材料色散导致的脉冲展宽以外，在波导中还有另外两种情况导致的脉冲展宽现象：波导色散和多模失真。
2▪波导膜厚度d 固定，对于线宽为Δλ=λ2-λ1光源，等效折射n eff率随波长变化，因此其波导中的速度也发生变化，最终导致脉冲展宽，该种现象称为波导色散。
4.5.1 波导色散 32λd λd ▪波导色散与材料色散同时存在▪波导色散与材料色散拥有同样的公式形式4波导色散： ()()24.4 /''λλλτ∆-=∆-=∆g eff M n cL ()()14.3 /''λλλτ∆-=∆-=∆M n cL 材料色散： 4.5.1 波导色散54.5.1 波导色散 ▪集合了材料色散和波导色散的总脉冲展宽可以写成：()()λτ∆+-=∆g M M L /▪因为材料色散M 有可能为负值(例如在石英玻璃中，当工作波长超过1300nm 时)，由色散引起的总脉冲展宽实际上有可能会因为波导色散的存在反而减小。
再次说明了为什么远距离高速传输时光源波长都比较大。
模式不同则传输路径不同，考虑一下这种现象的最糟情况， 即最低阶模式以90°角传播，最高阶模式以临界角传播。
设L 为波导长度。
注意，两个模式具有相同的波长。
4.5.2 多模失真n 1n 2 n 1 > n 2 最低阶模 L 2n 2θc高阶模L 1轴向模式传输时间：22112sin L L n L n θ==c (4.25)cLn v L t 1==轴向传输对于临界角传输：21sin L L θ=c 4.5.2 多模失真 所以临界角传输的总传输路径为c n Ln c n n Ln v n Ln 22112121t =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=临界角传输(4.26)临界角传输的总时间为：⎪⎪⎭⎫⎝⎛21n n L 4.5.2 多模失真总延时为：2211)(cn n n n L -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆τ这就是同一波长的光波在波导中以不同模式传输时单位长度上的模式脉冲展宽时间。
1234CO2激光器原理及其应用56789课程激光原理与技术1011班级光信息121801班学号 2012180101261213姓名曾庆苏指导教师杨旭东14完成日期 2015.6.1515161718192021目录2223前言 (1)24一、CO2激光器简介 (1)25二、CO2激光器分类 (2)26三、CO2激光器输出特性及其缺点 (3)27四、CO2激光器结构 (3)284.1 激光管 (4)294.2 光学谐振腔 (4)304.3 电源及泵浦 (4)31五、CO2激光器原理 (5)325.1 CO2分子的的能级结构 (5)335.2 CO2分子的振转跃迁 (5)345.3 CO2激光器激光上能级的激发过程 (6)355.4 CO2激光器激光下能级的弛豫 (7)365.5 CO2激光器激光产生 (7)37六、CO2激光器的应用 (8)386.1工业应用 (8)396.2医疗应用 (8)406.3军事应用 (9)416.4环境应用 (9)42七、CO2激光器发展特点 (10)437.1发展历史 (10)447.2发展现状 (10)457.3发展前景 (11)46八、结束语 (11)474849前言：50二氧化碳激光于1964年首次运用其波长为10.6μm。
因为这是一种非常有51效率的激光，作为商业模型来说其转换效率达到10%，所以二氧化碳激光广泛用52于激光切割，焊接，钻孔和表面处理。
作为商业应用激光可达45千瓦，这是目53前最强的物质处理激光。
二氧化碳激光器是目前连续输出功率较高的一种激光，54它发展较早，商业产品较为成熟，被广泛应用到材料加工、医疗使用、军事武55器、环境量测等各个领域，是用最广泛的激光器之一。
二氧化碳激光器的出现56是激光发展中的重大进展，也是光武器和核聚变研究中的重大成果。
57论文首先介绍了应用型CO2激光器的基本结构和工作原理，着重介绍了应用58型CO2激光器在军事、医疗、工业和环境四个主要领域的应用，最后介绍应用型59CO2激光器的发展历史、现状、以及前景。
co2射频激光器工作原理
CO2射频激光器是一种基于CO2分子的激光器，其工作原理涉及到激光产生、能量传输和增强。
首先，CO2分子激光器利用激活的氮气和二氧化碳混合，其中二氧化碳分子是激发CO2分子所需的能量源。
激光器中的光子通过速率系数和碰撞取得的能量，将CO2分子转化为激发态。
然后，在CO2分子激发态和基态之间形成能量差，这个能量差等于激光的频率。
为了达到激光放大和放大的目的，首先需要使激活的氮气和二氧化碳混合，并在这个混合物周围形成一个电流。
激光器中的气体混合物被加热并激活，以产生高能态电子。
接下来，通过引入高频空载泵浦系统，将高频交流电源与电极锥结构中的电极板连接，实现电流的引入和泵浦能量的传输。
电流的引入引发了CO2分子的振动，产生激发态。
然后，在激光器的传导过程中，控制反应室中的气体会加热并膨胀，从而增加气体分子之间的碰撞。
随着足够的碰撞发生，CO2分子的再吸收和辐射首先产生更多的激发态分子。
最后，通常在激光器的工作过程中，还需要通过增益介质来实现光子的放大。
通过在增益介质中的激光传播路径上加入一个增益腔，可以将激发态转化为激光辐射。
在增益腔的两端放置反射镜，形成谐振腔，将激光产生的辐射进行倍增。
这样，CO2射频激光器的工作原理就是基于CO2分子的激活和激发态之间的能量转移。
通过控制气体的激发态和传导过程，以及增益介质和反射镜的放大和倍增，实现了CO2射频激光器产生可控的激光输出。
这种激
光器具有较高的能量转化效率和辐射功率，广泛应用于材料加工、医疗美容等领域。
實驗四CO2 laser實驗目的:讓學員熟悉一普通慢速軸流低氣壓CW—CO2雷射的組合對光(alignment) 以及其特性。
本實驗裝置圖如下:CO2雷射Q-switching二.實驗原理:1.CO2雷射工作原理:CO2分子是一種線性對稱排列約三原子分子。
三個原子排列成一直線。
中央是碳原子，兩端是氧原子。
如圖5-8所示。
CO2分子一般有三種振動形式。
分別為--反對稱振動模、對稱振動模、形變振動模三種。
(1) 反對稱振動模。
三個原子沿對稱軸振動，其中碳原子的運動方向與兩個氧原子的相反(如圖5-8m)。
用v3量子數來標記這一振動方式(v3 =0,1,2...)。
其基振動頻率為v3 =7 x 1013 Hz。
(2)對稱振動模。
三個原子也是沿著對稱軸振動。
但碳原子保持在平衡位置不動，而兩個氧原子同時向著碳原子或背著碳原子振動如圖5,8(b)。
這一振動模式用量子數v1記，v1=0，1,2,…)其基振動頻率為v1=4x1O13Hz。
(3)形變振動模。
三個原子的振動方向不是沿對稱軸的，而是垂直於對稱軸。
並且碳原子的運動方向與兩個原子的相反。
這一振動模式用v2記(v2=0,1,2…)。
這一振動模是二度簡并的。
因為它又對應於兩種簡并的振動方式:一種是三個原子作上下振動，一種是作前後振動。
在無外場時，這兩種振動方式所具有的能量相同。
其基振動頻率v2=2 x lO13Hz,如圖5-8(c)所示。
在一級近似中，上述三個振動模相互獨立。
CO2分子的振動由這三個振動模來決定。
因此相應的振動能級就可用量子數(v1,v2l, v3)來表示。
上面v2右上角的符號L是振動角動量量子數。
因為v2代表形變振動模，而形變振動有兩個互相垂直的振動方式，其合振動運動構成圓周運動。
像在原子或分子中的電子作軌道運動時的角動量要求量子化一樣，這一振動合成的圓運動的角動量在分子軸上投影也要量子化，量子數是l，取值範圍是:l =v2 , v2-2,…..,0 (v2為偶數時)l =v2 , v2-2,…..,1 (v2為奇數時)l = O的能級是非簡并的。
二氧化碳激光操作技术书籍《二氧化碳激光操作技术》是一本关于使用CO2激光器进行操作和应用的专业书籍。
下面是对该书的详细回答，超过1200字。
第一章介绍了二氧化碳激光的基本原理和特点。
二氧化碳激光是一种波长为10.6微米的红外激光，具有较高的聚焦能力、较大的穿透力和较强的切割能力。
本章主要讲解了CO2激光的发射原理、激光光束特性和激光能量参数的测量方法。
第二章介绍了二氧化碳激光器的结构和工作原理。
该章节详细讲解了CO2激光器的主要零部件和工作原理，包括放电管、电源系统、冷却系统、共振腔和输出系统等。
同时还介绍了CO2激光器的调谐和稳定技术，以及常见的工作模式。
第三章是关于CO2激光系统的操作和控制技术。
该章节包括了对二氧化碳激光器的启动、调谐、功率控制和稳定性控制等方面的详细讲解。
此外，本章还介绍了CO2激光器的保护技术和安全操作规范，包括对激光束的防护和操作人员的防护措施等。
第四章讲解了CO2激光加工技术。
本章主要从切割、打孔、焊接和表面处理等方面介绍了CO2激光的应用技术。
其中，对于不同材料的激光加工特性进行了分析和比较，以及常见的加工工艺和参数选择等方面进行了讲解。
第五章是关于CO2激光技术在工业生产中的应用。
本章详细介绍了二氧化碳激光在汽车制造、航空航天、电子制造、医疗器械和玻璃加工等领域的应用案例。
同时还探讨了CO2激光技术的发展趋势和前景，以及如何选择和购买CO2激光器等方面的内容。
第六章是关于CO2激光器的维护和故障排除。
本章提供了CO2激光器的日常维护方法和周期性检查项目，以及常见故障原因和排除方法。
此外，还介绍了CO2激光器的维修和维护技术培训等内容，以帮助读者更好地了解和运用CO2激光技术。
第七章是对CO2激光技术的展望。
本章从技术发展和市场趋势两个方面进行了分析和总结，预测了将来CO2激光技术的发展方向和应用领域。
同时，还提出了一些改进和创新的建议，以促进CO2激光技术的进一步发展和应用推广。
二氧化碳激光器-课程设计燕山大学课程设计说明书题目：二氧化碳激光器学院（系）：理学院年级专业：应用物理学号：学生姓名：指导教师：教师职称：燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：理学院基层教学单位：应用物理系燕山大学课程设计评审意见表摘要激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。
激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。
激光器的产生具有划时代意义。
本文主要介绍了CO2激光技术的基本情况，简单介绍了激光和激光器的一些特点，重点介绍了气体激光器中的CO2激光器的相关应用，目前CO2激光器是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的高功率、高质量等优点。
论文首先介绍了应用型CO2激光器的基本结构和工作原理，着重介绍了应用型CO2激光器在军事、医疗和工业三个主要领域的应用，最后介绍应用型CO2激光器的研究前景和现状。
通过这些介绍使得人们能够加深对CO2激光器的了解和认识。
关键词：激光技术；二氧化碳激光器；基本原理；基本构造；IAbstractLaser is in theory and practice under the background of urgent needemerge as the times require, it is published, obtained the fast development of unusual, not only make the development of laser the ancient optics and optical technology acquired a new life, but also cause the whole an emerging industry.The laser can make people to effectively utilize the hitherto unknown advanced methods and means to obtain the unprecedented benefits and outcomes, thereby promoting the development of productivity. Laser has theepoch-making significance.This departure from the introduction of CO2 laser technology, introducedthe basic situation, briefly introduced some of the characteristics of laser andlaser to highlight the CO2 gas laser in laser-related applications, the currentCO2laser was one of the most extensive laser, it had some very prominenthigh-power, high quality and so on. Paper introduced the application of CO2laser-type basic structure and working principle, focusing on the applicationtype CO2 laser in the military, medical and industrial application of the threemain areas, Finally, applied research prospects for CO2laser and status.Through these presentations allowed people to deepen their knowledge and understanding of CO s lasers.Keywords: Laser technology；CO2Laser ；Basic Principle；BasicStructure ；Application .II目录摘要:.................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)1.1 激光器的产生及发展 (1)1.2 二氧化碳激光器的研究和发展 (1)1.3本文主要研究内容 (2)第2章激光器及二氧化碳激光器的原理 (3)2.1 激光产生的条件 (3)2.2 激光器 (3)2.3 CO2激光器工作原理 (5)第3章二氧化碳激光器的应用 (7)3.1 二氧化碳激光器在工业应用 (7)3.2 二氧化碳激光器在军事上应用 (7)3.3 二氧化碳激光器在医学上应用 (8)第4章二氧化碳激光器的前景展望 (11)结论 (13)参考文献 (14)第1章绪论1.1 激光器的产生及发展1916年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘受激辐射’。
第四章 射频板条CO2激光器
唐霞辉教授
激光加工国家工程研究中心
2013-3-26
射频板条CO2激光器是高功率连续CO2激光器的历史进化最高水平，从哲学上讲，实现由不流动---流动----回到不流动。
目前最高水平德国RIFON。
每年进口600台。
工程技术难度极大。
第四章 扩散冷却射频板条CO2激光器4.1 扩散冷却的基本结构及原理
4.2 射频激励技术
4.3 非稳波导混合腔
4.4 光束整形
4.5 ROFIN射频板条产品
4.6 国产化研究进展
大功率射频电源设计与开发 射频气体放电理论与参数测试非稳波导混合谐振腔
高精度射频板条电极设计与加工光束整形设计匹配网络与并联谐振技术
射频板条CO2激光器结构及关键技术框图
4.1射频板条CO2激光器基本结构及原理
1.扩散冷却CO 2激光器原理====面积放大概念
玻璃管激光器长度放大：激光器工作时所产生废能热传导扩散到放电管管壁，然后由水冷套中的冷却水带走。
注入电功率，即
式中k g 为气体的热传导系数，∆T max 为最大允许温升，ηQ 为量子效率，l 为放电管的长度。
这类激光器的输出功率仅和放电长度有关。
l T k P Q
g in πη41max ⋅-∆=
射频板条激光器理论基础----面积放大：放电气体的热量传输到两个相距很近的金属电极上，然后被电极内流动的冷却液带走热量。
作业：玻璃管激光器和射频板条的不同点？
x 0
d Gas
Tg Water cooling T w
T 1 T
1T 2
T 2Water cooling
Tw
式中：h-对流换热系数，K C －电极导热系数， kg－气体热传导系数， A－放电面积，d为放电间隙，∆d为电极板厚度。
射频板条注入功率计算公式----注入功率P in 与面积A成正比
P T h d k d k A
in c g =++⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪⋅∆∆m ax 1228
由上式知，在给定放电区内最大允许温升情况下：a) 与放电面积A成正比，即具有注入功率“面积放大”功能。
b) 随着放电间隙的增加而下降，减小放电间隙有助于提高注入功率密度。
P in P in
1. 激光束
2. 光束整形
3. 输出镜
4. 冷却水出
5. 射频激励
6. 冷却水入
7. 尾镜
8. 射频激励放电区
9. 射频电极7
1
234
8
96
5
射频板条激光器内部基本原理
2.比输出功率P
与电极间距d关系---非常重要设计依据
A
当d>1mm时， P A与d反比关系近似
成立；
当d<1mm时，波导损耗太大，放电
均匀性难以保证，不宜采用；
当d>6mm时，气体的热输运速率下
降；
结论：考虑到d对气体热输运速率的
影响，国际上通常采用的d值多为1～
3mm。
实际1.5mm。
3. 射频电极类型
(a) 传统波导结构(b) 刻有凹槽的波导结构(c) 径向弯曲的波导结构
平板波导激光器具有结构简单、放电面积大、输出功率高的优点，具有广泛的应用前景。
将射频激励技术与波导CO2激光器相结合。
高功率全部是平板波导！
4.射频放电激励优点
射频波可实现高频幅度调制，其调制频率可达100kHz，这是直流放电激励方式所不能达到的；
射频放电具有正向伏安特性，可实现持续放电，而直流气体放电具有负向伏安特性，须串联限流电阻才能形成持续放电，其限流电阻消耗功率在30%左右。
射频横向放电激励方式工作电压低（约几百伏特，而直流放电激励为几千伏），并且射频激励技术还可以实现外电极放电，从而可以避免电极污染，有助于延长激光器的寿命。
射频横向放电激励方式可实现大面积均匀放电激励和实现单电源输入多通道同时放电均匀激励，因而可按面积比例提高激光器输出功率。
5.非稳波导混合腔---射频板条的独特
（1）定义：谐振腔在一个方向上是稳定的，在稳定方向上，光束被限制在窄的稳定区域内，激光运行于低阶模。
在另一个方向上是非稳的，在非稳方向上，光束能展开以充分利用此方向的激活区。
传统非稳定腔问题：在高功率、高增益、大体积的激光器中，广泛采用非稳腔技术获得高光束质量的激光输出。
但对于扩散冷却的CO2激光器，其增益系数小于1%cm -1，使用传统的非稳腔不能有效地提取能量。
因为对于非对称腔而言，为了获得较好的模式鉴别力，腔的几何放大率M k 必须大，这样导致腔的往返损失1
－1/ 太大而不能获得最佳的能量耦合输出。
稳定--非稳定腔的机理分析
2K M
板条腔分析：一般对于短增益长度的连续CO2激光器其最佳能量耦合输出不超过15%，稳定—非稳谐振腔是解决上述问题一个有效办法，此种谐振腔在一个方向上是稳定的，而在另一方向上是非稳的，这种腔是一种混合腔，同时具有两种腔的特点。
在非稳方向上，光束能展开以充分利用此方向的激活区，而在稳定方向上，光束被限制在窄的稳定区域内，激光运行于低阶模。
因此，采用这种腔既能充分利用激活区又能获得好的光束质量（特别是稳定方向只能运行基模时）。
（2）离轴非稳腔：对平板结构的激光器，选取窄方向为稳定方向，另一垂直方向为非稳方向，光轴位于非稳方向的一侧，激光从非稳方向的另一侧的耦合孔输出。
作业：射频板条激光器的光腔特点？
该谐振腔由共焦放置的球面镜R 1和R 2构成正支非稳腔：凹凸镜：R 1-R 2=2L
该谐振腔由共焦放置的球面镜R 1和R 2构成正支非稳腔：凹凸镜：R 1-R 2=2L
DC-Training Rofin DC---实际---负支非稳腔：双凹镜：R1+R2=2L
该谐振腔由共焦放置的球面镜R 1和R 2构成
负支非稳腔：双凹镜：R 1+R 2=2L
其中L 是腔的长度，几何放大率为 ，输出耦合系数 ，在设计谐振腔时使凹镜完全覆盖宽度为a 0的放电区，凸镜部分覆盖放电区，形成一输出耦合孔，满足Md 0=a 0，而谐振腔的光轴位于离放电区边缘a 处。
离轴输出，和一般的同轴非稳腔不一样。
21R R M =δ=-11M
9.2 射频激励技术
激光输出
自激励射频电源真空泵
射频电极结构：无氧铜---表面镀膜--光波导
并联电感后的电极结构示意图二维均压电感分布示意图博士课题---射频气体电子学
射频放电分析
α放电和γ放电的发光强度分布图实验中拍摄的α放电照片
射频源
鞘
层
鞘
层
等离子体
=
θ
π
θ=
Z
D (a) 等离子体分布图 (b) 放电区电位分布图
Z
Z
D
功
率
密
度
电
子
密
度
(c) 等离子体功率耗散及电子密度分布
(d) 电子在射频电场中的振荡
等离子体的空间分布特征
传输线等效电路模型图
长度方向电压分布函数曲线
（200mm×1000mm极板）
大面积射频板条气体放电的电压分布
(a)中间馈入（b）电极侧面馈入横向电压分布函数曲线（200mm×1000mm极板）
（a）均压模型1 （b）均压模型2
不同均压模型下的电压分布函数曲线（200mm×1000mm极板）均压前后电压波动比较（200mm×1000mm极板）
(a)40mm×500mm极板 (b)200mm×1000mm极板
横向中间馈入方式的二维均压模型
（a）不均匀放电1
（b）不均匀放电2
（c）均匀放电
不同均匀程度的放电发光分布
filament anode grid load feedback 40KW自激式射频电源原理图
电源各级波形图---实际非常重要--硕士课题
电子管CTK-15-2：法国THALES独家垄断
T
T
T
1 >
1 >
2 >1) Ch 1: 5 Volt 10 us
2) Ch 2: 2 Volt 10 us
dX: 16.6 us
X: -16.5 us
信号调制方式：调幅、调频、调宽
激光功率变化---射频调制---调宽方式---2 % Level
T T T 1 >
1 >
2 >1) Ch 1: 5 Volt 5 us
2) Ch 2: 2 Volt 5 us dX: 16.7 us
X: 152 ns T
T T 1 >1 >2 >
1) Ch 1: 5 Volt 5 us 2) Ch 2: 2 Volt 5 us
dX: 16.7 us
X: 152 ns
T
T
T
1 >
1 >
2 >
2 >1) Ch 1: 5 Volt 2.5 us
2) Ch 2: 1 Volt 2.5 us dY: 2.30 Volt Y: -2.23 Volt
CW: PWM duty cycle, Grid current
2,3 A
L3
4.3 光腔技术
电气单元
激光输出谐振腔
气瓶
(a) 输出镜M1上的振幅分布(b) 输出镜M1上的相位分布(c) 远场聚焦场
激光器光腔---输出光束。
