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激光产生的原理介绍
激光在产生过程中始终伴随着以下三种状态。
受激吸收:处于较低能级的粒子在受到外界的激发,吸收能量跃迁到对应的较高能级。自发辐射:粒子有一定概率自发的从高能级激发态向低能级基态跃迁,同时辐射出光子。受激辐射:当一定频率的光子入射时,会引发粒子以一定的概率,迅速的从高能级跃迁到低能级,同时辐射出一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子,这就是激光。激光器的基本结构:
激励源:使工作物质成为态,有光激励、电激励、化学反应激励、热能激励、核能激励。工作物质:是受激辐射过程中必要条件,即介质。固体聚光器:YAG晶体、红宝石、钕玻璃。气体:CO2、He-Ne(氦氖)、氩离子气体。半导体:砷化镓、硫化镉、铅锡碲。液体:有机化合物液体、无机化合物液体。谐振腔:加强介质中的受激辐射,通常由两块与工作介质轴线垂直的平面或凹球面反射镜构成。
调焦点对于切割的影响
在激光切割机中对于切割精度较高或厚度较大的零件,必须掌握和解决几项关键技术。焦点位置控制就是其中之一。激光切割的优点之一是光束的能量密度高,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝。因为聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小,对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置很重要。
由于激光功率密度对切割速度影响很大,透镜焦长的选择是个重要问题。激光束聚焦后光斑大小与透镜焦长成正比,光束经短焦长透镜聚焦后光斑尺寸很小,焦点处功率密度很高,对材料切割很有利;但它的缺点是焦深很短,调节余量小,一般比较适用于高速切割薄型材料。由于长焦长透镜有较宽焦深,只要具有足够功率密度,比较适合切割厚工件。
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