激光技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

  在激光加工領(lǐng)域，我國的激光加工技術(shù)已經(jīng)取得了非常重大的成果，這給我國的激光深加工領(lǐng)域打來了非常大的契機(jī)，并且大大提升了切割的效率。
  從1964年第一臺(tái)CO2激光器出現(xiàn)到現(xiàn)在，經(jīng)過近四十年的發(fā)展，從封離式CO2激光器、慢速軸流CO2激光器、橫流CO2激光器，到高頻羅茲泵型快速軸流、射頻turbo型快速軸流以至目前出現(xiàn)的擴(kuò)散型Slab CO2激光器的發(fā)展中可以看到,一方面激光輸出功率不斷提高，體積不斷縮小，另一方面激光器的效率不斷提高，光束質(zhì)量越來越好。擴(kuò)散型Slab CO2激光器光束橫截面上光強(qiáng)分布接近高斯分布，具有極好的光束質(zhì)量，在加大的激光加工工作區(qū)焦點(diǎn)的漂移很小，非常有利于大范圍激光傳輸與聚集，這對(duì)大尺寸工件的切割應(yīng)用非常重要。
用于制造業(yè)中的激光系統(tǒng)即激光制造系統(tǒng)，一般由激光器、激光傳輸系統(tǒng)、激光聚焦系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、傳感與檢測(cè)系統(tǒng)組成，其核心為激光器。
激光作為熱源或光源(能量)是激光制造中的“刀具”或“工具”。該“刀具”或“工具”的質(zhì)量直接影響著加工制造的結(jié)果。激光光束質(zhì)量的好壞可以采用光束遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角、光束聚焦特征參數(shù)值Kf和衍射極限倍因子M2(M)或光束傳輸因子K值來表示。對(duì)小功率激光器，工作物質(zhì)均勻穩(wěn)定，一般可以實(shí)現(xiàn)基模輸出，其光束橫截面能量分布為高斯分布，且在傳輸過程中保持不變，光束質(zhì)量較好；對(duì)于大功率激光器，一般不易得到基模輸出，輸出的往往為多模激光束，激光光束質(zhì)量變差(如圖1)。目前工業(yè)上常用的大功率激光器有CO2激光器和YAG激光器兩種。大功率激光器的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域很廣，激光切割、激光焊接都需要優(yōu)良的光束質(zhì)量，而追求高光束質(zhì)量的大功率激光是工業(yè)用激光器不斷發(fā)展的目標(biāo)。