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碟片激光器工作原理碟片激光器工作原理一、概述碟片激光器是一种基于半导体材料的红外激光器，主要用于数据存储、通信和传感等领域。
其工作原理是基于半导体中的电子跃迁和能带结构，通过注入电流来实现电子与空穴复合并释放能量，从而产生光子。
二、半导体材料的能带结构半导体材料的能带结构是理解碟片激光器工作原理的关键。
半导体材料由价带和导带组成，两者之间存在一个禁带（也称带隙），只有在外部施加足够大的能量才能使电子从价带跃迁到导带中。
在室温下，一般情况下，价带中几乎没有自由电子，在导带中有一些自由电子。
三、碟片激光器的结构和制作工艺碟片激光器主要由p型掺杂层、n型掺杂层和多个量子阱组成。
其中，p型掺杂层和n型掺杂层之间形成了pn结构，多个量子阱则位于pn结的中央。
量子阱是一种具有特殊能带结构的半导体层，其厚度只有几个纳米，电子和空穴在其中被限制在三维空间内运动。
制作工艺主要包括化学气相沉积（CVD）、分子束外延（MBE）和金属有机化学气相沉积（MOCVD）等方法。
其中，MOCVD是目前最常用的方法之一，它可以在高温下将各种材料分子分解成原子并在衬底上沉积。
四、碟片激光器的工作原理当外部施加电流时，电子从n型掺杂层向p型掺杂层移动，并与空穴复合释放出能量。
这些能量激发了量子阱中的电子跃迁，产生了红外激光。
由于量子阱中的电子和空穴被限制在三维空间内运动，因此产生的激光波长非常稳定。
五、碟片激光器的特点和应用碟片激光器具有波长稳定、功率密度高、调制速度快等优点，在数据存储、通信和传感等领域得到广泛应用。
例如，在CD、DVD等光盘中，碟片激光器被用于读取和写入数据；在纤维通信系统中，碟片激光器则被用于发送和接收信号；在气体检测、医学诊断等领域，碟片激光器也有着广泛的应用。
2009年慕尼黑上海激光、光电展17日在上海新国际博览中心揭幕，本次展会吸引了近200 家国内外的明星企业和近15,000 名观众参加此次盛会，几乎激光产业国内外的巨头悉数到场，包括罗芬、通快、相干、大族激光、华工激光、IPG等企业都盛装亮相，同时来自德国和英国的参展企业还以国家展团的形式参展。
尽管受到经济危机的影响，许多企业开始开源节流，压缩开支，但是从光电新闻网编辑现场得到的信息来看，本届慕尼黑上海激光、光电展的规模并没有比去年出现多大缩减，规模估计跟去年持平，不过观众人数相比去年增加一些。
一些现场参展商对编辑表示，尽管企业现在压缩开支，但是对于一些国内外重要展会仍将参加，只不过在展台规模和人员组成上或许要压缩一下。
目前美国次贷危机引发的全球经济危机已对实体经济产生一定影响，进而导致全球经济增长放缓。
正处于高速增长中的中国激光、光电市场也不可避免的受到了波及。
有参展商就表示，本次危机或多或少地给中国激光产业带来一定影响，特别是去年11月和12月以来影响明显，不过今年春节过后的形势正出现好转，尽管不能判断市场出现逆转，不过反弹还是可期的。
光纤激光器成热点多厂商推出新型光纤激光器在本届的慕尼黑上海激光、光电展上，光纤激光器无疑成为众人关注的焦点和热点，多个厂家展示了他们最新研制的光纤激光器产品，如IPG、SPI、GSI等老牌激光厂商都推出新一代光纤激光器产品，IPG现场演示了带有STaubli机器人的掺镱光纤激光器系统，尽管已经被德国通快收购，但SPI还是单独亮相，SPI展示第三代光纤激光器，包括10W-20W G3脉冲光纤激光器，30W HM G3脉冲打标光纤激光器，这些光纤激光器都采用SPI独创的PulseTune技术，这一技术有利于OEM集成商在多种应用环境中对脉冲宽度和峰值功率实施灵活的控制，不仅使重复率这一指标领先，同时也能够稳定用户应用的峰值功率阀值。
而工业激光器制造商GSI则展出多款JK系列光纤激光器，包括400W连续型光纤激光器。
激光器外部控制模式接线说明激光器外部控制模式接线说明图1说明：OUT和EXGND是SMC6480的两个I O口，分别接到继电器的13引脚和24V直流电源的COM端口，24V电源正接到继电器的14引脚，通过程序指令可以控制继电器13、14引脚上24V直流电压的通断。
当13、14引脚加上高电平，继电器的5、9引脚闭合接通，此时激光器的A1、A2两端会加上24V高电平，如果激光器所有条件准备就绪，就可以出光；若要关光，可通过程序指令使继电器断开5、9引脚。
图1 外部控制接线线路图激光器操作说明：IPG激光器有两种使用模式—TEST模式和Robot模式。
实验室现有的激光器是美版的，当激光器正面的钥匙旋钮左转打到REM时就是Robot 模式—（用机器手控制激光），右转打到ON时就是TEST模式--（用SMC6480外部控制激光）。
激光器的侧面旋钮和水冷机的侧面旋钮右转打到ON代表AC电源给内部接线端口供电，所以不论激光器用哪种模式，这两个侧面旋钮都是打到ON上。
激光器外部控制操作步骤：1、打开激光器和水冷机的侧面旋钮到ON 上2、打开逆变焊机和KUKA机器人的开关3、将激光器正面钥匙右转打到ON上4、打开LASERNET软件，点到control界面5、开启激光器电源—手动按下激光器正面的START按钮6、将外控按钮点开，将光闸通道1打开，将引导激光开启7、设置激光功率，点开激光发射按钮，此时没有出光8、通过SMC6480使外部24VDC加到A1、A2上。
激光出光。
备注：1、引导激光通道1、2分别代表熔覆头和焊接头的引导激光，光闸通道1、2分别代表熔覆头和焊接头的光闸。
2、激光器电源开启后激光器顶部的灯会亮下面的部分，当点开激光发射按钮，激光器顶部的灯全亮。
3、LASERNET无法启动激光器电源，但是可以通过LASERNET 下高压—关掉激光器电源。
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。
技术交流ｌＥＸＣＨＡＮＧＥ碟片激光器及其在工业中的应用何煦辉通快中国（香港）有限公司Ｅ—ＨｌａＪ］：Ｘ１ｌｈｕｉ．Ｈｅ＠ｏｎ．ｔｒｕｍｐｆ．ｃｏｒｎ１引言碟片激光器（ＤｉｓｋＬａｓｅｒ），又称圆盘激光器，它与传统的固体激光器的本质区别在于激光工作物质的形状。
将传统的固体激光器的棒状晶体改为碟片晶体，这一创新理念将固体激光器推向了一个新时代。
碟片激光器以其极佳的光束质量和转换效率在工业制造业中得到了日益广泛的应用。
本文简要介绍了碟片激光器的基本原理、构造、特点以及在工业中的一些应用。
２为什么采用碟片晶体？激光器设计过程的一个重要问题是激光工作物质的冷却，冷却效果直接关系到激光器的质量。
如图１所示，由于传统的棒状激光晶体只能侧面冷却，即冷却须通过晶体棒的径向热传导来实现，因此棒内温度呈抛物线形型分布，导致在棒内形成所谓的热透镜。
这种热透镜效应会严重影响激光束的质量，并随抽运功率的变化而变化。
抽运功率越大，热透镜效应越大，热透镜的焦距越短，激光甚至可能由稳态变为非稳态，从而严重限制了固体激光器向高功率方向的发展。
图１作为激光工作物质的棒状晶体ｆａ）与碟状晶体（ｂ）的比较碟片激光晶体的厚度只有２００斗ｍ左右，抽运光从正面射入，而冷却在晶体的背面实现。
因为晶体很薄，径厚比很大，因此可以得到及时有效的冷却，这种一维的热传导使得晶体内的温度分布非常均匀，因此碟片激光晶体从根本上解决了上述热透镜问题，大大斟麓光与并电字学进展２００９．０７改善了激光束质量、转换效率及功率稳定性。
３碟片晶体的抽运将棒状晶体改为碟片晶体来消除热透镜效应，人们自然要问：如此薄的晶体，如何实现抽运光的有效吸收？如何获得足够的增益？的确，如果抽运仍采用传统激励方法，一束抽运光仅照射工作物质一次，很难实现足够大的输出功率。
人们同时还需要对碟状晶体的抽运进行创造性的构思和精密的设计才能将上述创新理论变为现实。
图２为通快（ＴＲＩ雕ＰＦ）碟片激光器晶体腔体的示意图。
碟片激光器原理
碟片激光器的原理基于激光的受激辐射放大过程。
它主要由激光增益介质、泵浦源和光学谐振腔等部分组成。
激光增益介质通常是一种掺杂有稀土离子的碟片，例如掺铒（Er）、掺镱（Yb）等。
这些稀土离子在受到泵浦光的激发后，会从低能级跃迁到高能级，从而实现粒子数反转。
泵浦源一般采用半导体激光器或闪光灯等光源，它将能量传递给激光增益介质，使其处于激发状态。
泵浦光可以通过侧面或端面泵浦的方式进入碟片。
光学谐振腔由两个反射镜组成，一个是全反射镜，另一个是部分反射镜。
当激光在谐振腔中往返传播时，只有那些满足共振条件的光能够不断增强，其他光则会被逐渐衰减。
通过调整谐振腔的长度和反射镜的反射率，可以控制激光的输出波长和功率。
在碟片激光器中，激光增益介质的碟子形状具有一些优势。
碟片的厚度通常很薄，这使得泵浦光能够更均匀地照射到增益介质上，提高了能量吸收效率。
此外，碟片的大面积可以提供更大的增益区域，从而增加激光的输出功率。
当泵浦源激发碟片中的稀土离子时，增益介质内部会产生大量的光子。
这些光子在谐振腔中不断往返，经历受激辐射放大过程，使得激光的强度逐渐增加。
最终，激光通过部分反射镜输出，形成高强度、单色性好的激光光束。
总的来说，碟片激光器的原理是利用掺杂稀土离子的碟片作为增益介质，通过泵浦源激发和光学谐振腔的选模作用，实现激光的受激辐射放大，并输出具有特定波长和功率的激光束。
这种激光器在光通信、激光加工、科学研究等领域有广泛的应用。
