關于CO2金屬激光焊接機的諧振腔結構設計

人們在設計CO2金屬激光焊接機時發現(xian)，激(ji)光(guang)(guang)(guang)器的增(zeng)益和(he)折(zhe)射率在放電(dian)區橫截面積(ji)上(shang)分布不均勻(yun)，呈現(xian)兩個非對(dui)稱現(xian)象(xiang)。這些不對(dui)稱性導(dao)致(zhi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)束模式特性和(he)激(ji)光(guang)(guang)(guang)功(gong)率的改變。由于基模體積(ji)與放電(dian)體積(ji)匹配(pei)程度低，CO2金屬激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接機不易(yi)得到優(you)質(zhi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)束，從激(ji)活介質(zhi)中提取激(ji)光(guang)(guang)(guang)功(gong)率的效率也低。因此(ci)，需要(yao)優(you)化諧振腔的結構設(she)計來獲得大面積(ji)均勻(yun)增(zeng)益分布。

為了(le)提高CO2金屬(shu)激光(guang)(guang)焊接(jie)(jie)機輸(shu)出光(guang)(guang)束質量(liang)，實(shi)現準(zhun)基模(mo)輸(shu)出，可在諧振(zhen)腔結構(gou)設計上采用(yong)(yong)(yong)三(san)種改(gai)進方(fang)法。一是(shi)利(li)用(yong)(yong)(yong)非穩腔獲得(de)接(jie)(jie)近(jin)衍(yan)射極限的(de)高功(gong)率激光(guang)(guang)輸(shu)出；二是(shi)設置(zhi)小孔徑光(guang)(guang)闌，增(zeng)加高階模(mo)的(de)衍(yan)射損耗；三(san)是(shi)采用(yong)(yong)(yong)折疊諧振(zhen)腔。CO2金屬(shu)激光(guang)(guang)焊接(jie)(jie)機采用(yong)(yong)(yong)這樣的(de)諧振(zhen)腔結構(gou)設計時，具有(you)很(hen)多(duo)的(de)優勢。

當CO2金屬激光焊接(jie)機(ji)(ji)使用不(bu)穩(wen)定腔(qiang)進(jin)行模式選擇時(shi)，環(huan)形(xing)(xing)(xing)點的(de)(de)(de)近場強(qiang)度分布沿放(fang)電方向始終較(jiao)強(qiang)，而沿風速方向則較(jiao)弱。與(yu)此同時(shi)，為(wei)了便于(yu)聚焦，光斑形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)多為(wei)圓形(xing)(xing)(xing)或(huo)矩形(xing)(xing)(xing)等均勻規則的(de)(de)(de)幾何形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)。當CO2金屬激光焊接(jie)機(ji)(ji)采用折疊(die)諧振腔(qiang)設(she)計時(shi)，具有(you)以(yi)下優勢(shi)：一是通(tong)過利(li)用長(chang)腔(qiang)的(de)(de)(de)模式選擇特性，可以(yi)獲(huo)(huo)(huo)得低(di)階(jie)模式輸出，以(yi)提高(gao)(gao)光束質量(liang)；二(er)是在焊接(jie)設(she)備的(de)(de)(de)總尺寸不(bu)太大(da)的(de)(de)(de)情況下可以(yi)獲(huo)(huo)(huo)得較(jiao)大(da)激活(huo)長(chang)度，并且模式量(liang)和激活(huo)量(liang)可以(yi)很(hen)好(hao)地重合以(yi)提高(gao)(gao)激活(huo)量(liang)的(de)(de)(de)利(li)用率，因此以(yi)獲(huo)(huo)(huo)取更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)激光輸出功(gong)率。