高功率橫流CO2激光器及其應(yīng)用

前言

　　目前，工業(yè)用高功率CO2激光器主要有橫流、縱流和擴散冷卻板條三種類型。其中，橫流CO2激光器具有輸出功率大、光電轉(zhuǎn)化效率高、單位功率造價低等特點，主要應(yīng)用干材料表面改性和深熔焊接，是材料加工中使用最廣泛的激光器之一，在我國激光加工產(chǎn)業(yè)中具有重要的地位。為了能給從事高功率橫流C02激光器研究開發(fā)及工程應(yīng)用人員提供一本系統(tǒng)的參考書，華中科技大學(xué)激光加工國家工程研究中心總結(jié)30多年在橫流CO2激光器的理論研究、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用等方面的成果。

內(nèi)容概要

《高功率橫流CO2激光器及其應(yīng)用》系統(tǒng)地介紹了高功率橫流CO2。激光器的發(fā)展動態(tài)、原理、結(jié)構(gòu)、單元技術(shù)及器件、系統(tǒng)集成，以及其在深熔焊接、表面改性等方面的應(yīng)用。    《高功率橫流CO2激光器及其應(yīng)用》共分10章，包括3部分內(nèi)容：前5章介紹高功率橫流CO2。激光器國內(nèi)外最新發(fā)展動態(tài)、激光器的結(jié)構(gòu)原理、氣體流動與熱交換、氣體放電與激勵電源、光腔結(jié)構(gòu)與光束質(zhì)量等；第6、7章介紹高功率橫流CO2激光器及其加工系統(tǒng)中的主要光學(xué)元器件、光束傳輸與聚焦、高功率激光焊接系統(tǒng)、專用及多功能五軸、六軸、七軸激光表面改性系統(tǒng)；第8、9、10章介紹高功率橫流CO2。激光加工技術(shù)及其工程應(yīng)用——包括激光深熔焊接基本原理及其在金剛石工具、汽車齒輪、汽車安全氣囊氣體發(fā)生器等焊接中的應(yīng)用，激光表面淬火與熔覆工藝及其在鋼鐵軋輥表面熔凝淬火、石油化工零件表面修復(fù)等方面的特殊應(yīng)用。    《高功率橫流CO2激光器及其應(yīng)用》反映了作者單位30多年來從事高功率橫流CO2：激光器的理論研究、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用等方面的成果，對高功率CO2激光器的發(fā)展起到承前啟后的作用。《高功率橫流CO2激光器及其應(yīng)用》可供從事激光器的研究開發(fā)、工程應(yīng)用的研究人員和相關(guān)工程技術(shù)人員閱讀，也可以作為相關(guān)專業(yè)的教師、博士生、碩士生、本科生的參考書。

作者簡介

唐霞輝，男，1963年11月生，湖南省桃江縣人，華中科技大學(xué)光電子科學(xué)與工程學(xué)院激光工程系主任、教授、博士生導(dǎo)師，激光加工國家工程研究中心副主任。主要從事高功率氣體激光器及其應(yīng)用的研究開發(fā)，承擔(dān)國家、省部級科研項目10多項以及重要橫向科研課題近50項。獲省部級科技

書籍目錄

第1章 橫流CO2激光器國內(nèi)外發(fā)展動態(tài) 　1.1 橫流CO2激光器困外發(fā)展動態(tài) 　1.2 橫流CO2激光器國內(nèi)發(fā)展動態(tài)   　1.2.1 橫流CO2激光器技術(shù)發(fā)展   　1.2.2 橫流CO2激光器的產(chǎn)業(yè)化 　1.3 橫流CO2激光器在先進制造技術(shù)中的應(yīng)用 　參考文獻 第2章 橫流CO2激光器工作原理及結(jié)構(gòu) 　2.1 橫流CO2激光器的工作原理 　2.2 橫流CO2激光器基本結(jié)構(gòu)   　2.2.1 放電盒   　2.2.2 諧振腔結(jié)構(gòu)   　2.2.3 氣體流動系統(tǒng)   　2.2.4 冷卻系統(tǒng)   　2.2.5 激光電源 　2.3 橫流CO2激光器信號榆測與系統(tǒng)控制   　2.3.1 信號測控   　2.3.2 高功率CO2激光功率測量   　2.3.3 橫流CO2激光器集成控制系統(tǒng) 　2.4 橫流CO2激光器輸出特性及參數(shù)模擬汁算   　2.4.1 輸出特性   　2.4.2 橫流CO2激光器特性參數(shù)計算 　2.5 橫流CO2激光器新技術(shù)及特殊結(jié)構(gòu)   　2.5.1 旋流CO2激光器   　2.5.2 約束放電激勵CO2激光器   　2.5.3 高頻激勵CO2激光器 　參考文獻 第3章 橫流C02激光器工作氣體 　3.1 氣體成分及其對激光輸出的影響   　3.1.1 氣體成分及其作用   　3.1.2 混合氣體對激光器輸出特性的影響   　3.1.3 無He運行及氣體優(yōu)化 　3.2 氣體流動   　3.2.1 風(fēng)機設(shè)計   　3.2.2 離心式風(fēng)機氣體流動實驗及性能曲線 　3.3 氣體熱交換計算   　3.3.1 翅片管式熱交換器計算   　3.3.2 流道溫度測試 　3.4 橫流CO2激光器冷卻系統(tǒng) 　參考文獻 第4章 氣體放電及激勵電源 　4.1 橫流CO2激光器直流放電特性   　4.1.1 直流輝光放電原理   　4.1.2 針板式放電等值電路及其分析   　4.1.3 氣體放電穩(wěn)定性機理   　4.1.4 放電穩(wěn)定性影響因素及改善方法 　4.2 工頻直流激勵   　4.2.1 CO2放電特征時間及激勵電源分類   　4.2.2 工頻直流激勵電源 　4.3 開關(guān)電源激勵   　4.3.1 開關(guān)電源電路原理與結(jié)構(gòu)   　4.3.2 開關(guān)電源放電特性 　4.4 高頻激勵及射頻激勵   　4.4.1 無聲放電   　4.4.2 高頻放電   　4.4.3 射頻激勵 　參考文獻 第5章 橫流C02激光器光腔技術(shù) 　5.1 橫流CO2激光器增益區(qū)   　5.1.1 增益區(qū)分析測量   　5.1.2 光軸位置 　5.2 橫流CO2激光器光腔結(jié)構(gòu)   　5.2.1 光闌限模穩(wěn)定腔   　5.2.2 折疊腔基本設(shè)計   　5.2.3 橫流CO2激光器折疊諧振腔   　5.2.4 圓錐面反射鏡諧振腔   　5.2.5 平面直角內(nèi)圓錐面激光諧振穩(wěn)定性分析 　參考文獻 第6章 高功率C02激光光學(xué)元器件 第7章 橫流CO2激光加工系統(tǒng) 第8章 橫流CO2激光深熔焊接及應(yīng)用 第9章 橫流CO2激光表面淬火技術(shù)及其應(yīng)用 第10章 橫流CO2激光熔覆技術(shù)及其應(yīng)用

章節(jié)摘錄

　　第1章 橫流CO2激光器國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)　　CO2激光器具有輸出功率高、光電能量轉(zhuǎn)換效率高等特點，它所發(fā)射激光的波長正好適于在大氣中傳輸。在材料加工中，CO2激光器仍然是目前應(yīng)用最廣泛的一種激光器。目前，工業(yè)用高功率CO2激光器主要有橫流、縱流和擴散冷卻板條三種類型。橫流CO2激光器制造和運行成本低、輸出功率高，主要用于表面改性和焊接。本章將系統(tǒng)地介紹橫流CO2激光器的國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)及其在先進制造技術(shù)中的應(yīng)用?！　?.1 橫流C02激光器國外發(fā)展動態(tài)　　德國、美國、口本三國的激光技術(shù)及產(chǎn)品代表了當(dāng)今世界在該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。世界激光產(chǎn)業(yè)中市場分布為：美國及北美其他地區(qū)約占54%，歐洲約占27%，日本約占19%，其中，德國的工業(yè)激光處于世界領(lǐng)先地位。國外工業(yè)激光技術(shù)發(fā)展特點之一是，以高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性、高效率CO2激光器及集成化為代表的先進制造技術(shù)得到迅速發(fā)展。

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