Entwicklungstrend von CO2-Lasern

CO2-Laserist ein Gaslaser, der CO2 zur Erzeugung von Laserstrahlung nutzt. Er ist derzeit einer der am weitesten verbreiteten Laser. Es verfügt über einige herausragende Vorteile wie hohe Leistung und hohe Qualität. Der CO2-Laser ist derzeit ein Laser mit höherer Dauerausgangsleistung. Es entwickelte sich früher und verfügt über relativ ausgereifte kommerzielle Produkte. Es wird häufig in verschiedenen Bereichen wie der Materialverarbeitung, der medizinischen Verwendung, militärischen Waffen und der Umweltmessung eingesetzt.

(1) Hochleistungs-Crossflow-CO2-Laser
Für die Laserbearbeitung und Wärmebehandlung wird ein Hochleistungs-Kreuzstrom-CO2-Laser eingesetzt. Die gesamte Lasermaschine ist eine integrierte Box. Der obere Kasten des Kastens ist mit einer integrierten Entladungskammer, einem Wärmetauscher, einem Lüftersystem, einer Einlass- und Auslassführung und einem optischen Resonanzhohlraum ausgestattet. Der untere Kasten ist mit einer Laserstromversorgung, einem Lade- und Entlüftungssystem und einer Vakuumpumpe ausgestattet. , Ballastwiderstandsbox und Steuerbox. Im Vergleich zur vorhandenen Technologie zeichnet es sich durch eine kompakte Struktur, eine bequeme Installation, Fehlerbehebung und Wartung sowie eine hohe Laserarbeitseffizienz aus und die Größe der gesamten Maschine kann miniaturisiert werden. Es wird hauptsächlich in Schweißanwendungen wie Diamantwerkzeugen, Automobilgetrieben, Automobil-Airbag-Gasgeneratoren, Laser-Oberflächenhärte- und Beschichtungsprozessen sowie in speziellen Anwendungen beim Oberflächenkondensationshärten von Stahlwalzen, der Oberflächenreparatur von petrochemischen Teilen usw. verwendet.

(2) Akusto-optisch modulierter QCO2-Laser
Um den Anwendungsanforderungen in den Bereichen Laserentfernungsmessung, Umgebungserkennung, Weltraumkommunikation und Forschung zum Interaktionsmechanismus zwischen Laser und Materie gerecht zu werden, wurde ein akusto-optisch modulierter QC02-Laser entwickelt. Angesichts der verschiedenen Faktoren, die die Leistung des akusto-optischen gütegeschalteten CO2-Lasers beeinflussen, wurde die Geschwindigkeitsgleichung des gütegeschalteten Pulslasers verwendet, um die wichtigsten technischen Parameter der Laserleistung theoretisch zu analysieren und zu berechnen und eine Methode dafür zu entwickeln Es wurde ein Optimierungsdesign des akusto-optischen gütegeschalteten CO2-Lasers vorgeschlagen und Validierungsexperimente durchgeführt.

Die Laserpulswiederholungsfrequenz beträgt 1 Hz bis 50 kHz. Die beim Betrieb mit 1 kHz erzielte Ausgangslaserimpulsbreite beträgt 180 ns und die Spitzenleistung beträgt 4062 W, ​​was im Wesentlichen mit der theoretischen Berechnung übereinstimmt. Die Ergebnisse beweisen: durch die Optimierung des akusto-optischen Kristalls (AO) und das sinnvolle Design des Resonanzhohlraums. Es kann eine hohe Wiederholungsfrequenz, eine schmale Impulsbreite und eine hohe Spitzenleistung kleiner CO2-Laser erreichen und durch das Design der Gitterlinienauswahl und der TTL-Signalsteuerung eine Wellenlängenabstimmung und Kodierungsleistung solcher Laser erreichen.

(3) Kompakter, langlebiger CO2-Laser mit Hochfrequenzanregungswellenleiter
Um CO2-Laser in der industriellen Verarbeitung und bei militärischen Anwendungen breiter einzusetzen, werden gezogene Profile aus Aluminiumlegierung als Lasergehäuse verwendet, scheibenmontierte Induktoren ersetzen die Struktur herkömmlicher drahtgewickelter Induktoren und bei der Entwicklung werden Ganzmetall-Abdichtungsverfahren eingesetzt ein kompakter, langlebiger HF-angeregter Wellenleiter-CO2-Laser. Es kann kontinuierlich oder gepulst mit einer Modulationsfrequenz von nicht mehr als 20 kHz ausgeben, mit einer maximalen Ausgangsleistung von 30 W, einer gemessenen Lebensdauer von mehr als 1500 Stunden und einer Lagerdauer von mehr als 1,5 A. Die Ergebnisse zeigen, dass dieser Laser über eine kompakte Struktur, eine stabile Ausgangsleistung und eine lange Lebensdauer verfügt. Mit den Eigenschaften des kontinuierlichen und gepulsten Modulationsbetriebs kann er nicht nur die Anforderungen der Verarbeitung verschiedener Materialien erfüllen, sondern auch in militärischen Anwendungen eingesetzt werden.

(4) Neuer tragbarer TEACO2-Laser
Es handelt sich um einen neuen Typ eines tragbaren transversal angeregten Atmosphärendruck-CO2-Lasers. Der Laser wird mit 4 wiederaufladbaren AA-Batterien betrieben und kann 1 Stunde lang ununterbrochen mit einer Wiederholfrequenz von 1 Hz arbeiten. Die Größe der kompletten Lasermaschine (einschließlich Stromversorgung und Steuerungssystem) beträgt 200 nm × 200 mm × 360 mm und die Masse beträgt weniger als 8 kg. Der Laser nutzt ultraviolette Elektrizität. Die Halo-Vorionisierungsmethode sorgt für eine gleichmäßige und stabile Entladung. Bei freier Oszillation erreicht die Laserimpuls-Ausgangsenergie 35 mJ und die Ausgangsimpulsbreite beträgt 70 ns.

(5) Hochleistungs-CO2-Dauerlaser
Um die Probleme von Rissen und Blattverformungen beim kontinuierlichen Laserauftragen von Turbinenschaufeln von Hubschraubertriebwerken zu lösen, wurde ein neues Leistungssteuerungsschema für den kontinuierlichen 5-kW-Querstrom-CO2-Laser übernommen und eine gepulste Laserleistungsabgabe durch Software und entsprechende Steuerung erreicht . Überwinden Sie die Kosten- und Stabilitätsprobleme, die durch die Verwendung von Hochleistungs-Schaltnetzteilen entstehen. Die Pulsmodulationsfrequenz kann 5 Hz erreichen und das Modulations-Tastverhältnis kann 5 % bis 100 % erreichen. Bei einer Spitzenleistung von 4 kW, einer Pulswiederholfrequenz von 4 Hz und einem Arbeitszyklus von 20 % wird das Legierungspulver StelliteX auf die K403-Oberfläche der Triebwerksschaufel aufgetragen. -40 Verkleidungsexperiment. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wärmeeinflusszone nach dem Auftragen um 50 % kleiner ist als bei einem kontinuierlichen Laser, die Härte um 5 % erhöht ist, die Verbindungsleistung an der Grenzfläche der des Grundmaterials entspricht und es keine Risse oder Klingen beim Auftragen gibt Verformung.

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