高功率橫流二氧化碳激光橫模及其蛻化機理研究.pdf

1、高功率橫流CO2激光器在醫(yī)學、軍事和工業(yè)加工領域發(fā)揮著愈來愈重要的作用。本文研究工作主要圍繞在激光加工(激光再生產)過程中高功率CO2激光的功率和橫模逐漸蛻化這一問題展開。 本文首先綜述了國內高功率CO2激光器發(fā)展現(xiàn)狀，以及國內外CO2激光泵浦光源、放電模式、高氣壓和氣流方向等關鍵技術和進展。接著，討論了CO2激光動力學機理，建立了氣體流動型CO2激光各能級粒子數密度速率方程，及關于電子溫度、電子密度、氣體溫度的方程，介紹了高功

2、率橫流CO2激光器的等離子體、氣體放電和輸出光束的特性。在此基礎上，用激光光束分析儀實時在線測量了一臺連續(xù)運轉的高功率橫流CO2激光器的激光橫模，獲得了較為完整的激光橫模隨時間的變化。測量結果表明：激光輸出由兩個分離的、非對稱的高階橫模疊加組成。其原因是串接式諧振腔的前腔和后腔兩者的中心軸線不重合以及陰極銅管形變。橫模隨激光器運行時間的延長而逐步蛻化，呈更高階和復雜化趨向。橫模的時間變化主要與激光器連續(xù)運轉過程中腔內氣體組份發(fā)生的變化有