高功率CO2激光切割若干關(guān)鍵因素分析.pdf

1、在大功率CO2激光器切割的應(yīng)用中，影響切割質(zhì)量的因素主要分為器件和工藝兩個(gè)方面。在器件方面，激光器作為激光切割中的核心部件，其穩(wěn)定性和光束質(zhì)量對(duì)切割質(zhì)量的影響十分關(guān)鍵。本文在分析橫流CO2激光器的基礎(chǔ)上，從激光器諧振腔和光束偏振態(tài)的角度具體展開(kāi)了以下研究工作：
　　 (1)簡(jiǎn)單介紹了國(guó)內(nèi)外激光切割行業(yè)的研究狀況。通過(guò)對(duì)橫流CO2激光器基本原理和特性介紹，講解了幾種常見(jiàn)的橫流CO2激光器諧振腔結(jié)構(gòu)，并分析了諧振腔衍射積分方程的幾種

2、求解方法。
　　 (2)對(duì)現(xiàn)有10KW橫流CO2激光器V型諧振腔進(jìn)行具體分析，采用矩陣光學(xué)理論計(jì)算了腔內(nèi)光束參數(shù)，并利用諧振腔的等價(jià)理論推導(dǎo)出了V型腔的衍射積分方程。
　　 (3)在菲涅爾一基爾霍夫衍射積分方程的基礎(chǔ)上，對(duì)穩(wěn)定一非穩(wěn)腔的衍射積分方程進(jìn)行了推導(dǎo)與求解。利用Glad軟件對(duì)穩(wěn)定．非穩(wěn)腔的輸出模式和現(xiàn)用V型腔的輸出模式進(jìn)行了模擬。
　　 (4)對(duì)比V型腔10KW橫流CO2激光器，對(duì)穩(wěn)定，非穩(wěn)腔進(jìn)行了試驗(yàn)研

3、究，研究結(jié)果表明，穩(wěn)定-非穩(wěn)腔能有效提高增益區(qū)的利用面積，提高輸出功率，并能有效避免放電區(qū)的濺射和拉弧，有利于獲得均勻平穩(wěn)的輝光放電，與理論研究結(jié)果相符。
　　 (5)針對(duì)光束偏振態(tài)對(duì)切割質(zhì)量的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明，使用線偏振光切割時(shí)，光束在不同切割方向上產(chǎn)生的切縫寬度不同，掛渣程度也不一樣。而采用圓偏振光切割時(shí)，切縫寬度一致性良好，且無(wú)明顯掛渣現(xiàn)象。從光能的吸收和反射兩個(gè)方面解釋了產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。給出了在激光切