Лазерные технологии
11. Лазерные технологические установки на основе СО2-лазеров Непрерывные СО2-лазеры с поперечной прокачкой (ТЕ-лазеры)
Скачать Содержание

Непрерывные СО2-лазеры с поперечной прокачкой (ТЕ-лазеры)


Снять ограничения на мощность, присущую лазеру с медленной продольной прокачкой, можно, если прокачивать газовую смесь перпендикулярно разряду. Если смесь прокачивать достаточно быстро, то можно решить проблему с охлаждением. В этом типе лазеров мощность с единицы длины разряда достигает нескольких киловатт на метр. Оптимальное общее давление ∼100 мм. рт. ст. (что на порядок больше, чем в системах с продольной прокачкой). В связи с этим схема с продольным разрядом, применяемая в лазерах, описанных выше неприемлема, так как для выполнения условия U/p = const (U — приложенное напряжение) потребовались бы электрические поля 100–500 кВ/м. Поэтому делают так, чтобы разряд протекал перпендикулярно оси резонатора. Эти лазеры в литературе получили название «ТЕ-лазеры». ТЕ СО2-лазеры обладают высокой выходной мощностью (1–20 кВт) и широко применяются в технологических операциях, связанных с обработкой металлов (резание, сварка, поверхностная закалка, поверхностное легирование металлов и т. д., и имеют довольно простую конструкцию (см. рис. 9).

На рис. 10 представлена схема разрядной камеры быстропроточного лазера с поперечной прокачкой.

Рис. 9. СО2-лазеры с поперечной прокачкой (БПЛ):
1 — газовый контур; 2 — разрядная камера с резонатором; 3 — теплообменник; 4 — вентилятор; 5 — медленный напуск свежей смеси; 6 — медленная откачка отработанной смеси
Рис. 10. Схема разрядной камеры и резонатора БПЛ-лазера:
а) вид сбоку; б) вид сверху.
1 — стенка камеры; 2 — сплошной катод; 3 — секционированный анод; 4 — разрядная плазма; 5 — газовый поток; 6 — глухое зеркало; 7 — поворотное зеркало; 8 — выходное окно; 9 — выходящее излучение