相干GEM-100L使用要點(diǎn)

1、GEM-100L CO2激光器操作使用要點(diǎn)2005年3月30日（以Coherent公司英文說明書為準(zhǔn)，本文是中文摘要，供國內(nèi)用戶參考）GEM-100L激光器是水冷型射頻激勵(lì) CO2激光器，包含一個(gè)激光頭，一個(gè)電源，以及 一根連接激光頭和電源的射頻電纜（用戶可選用不同長(zhǎng)度的射頻電纜 ）。用戶只要提供 220V的交流電，并通上冷卻水，再通過射頻電源上的D-15接口發(fā)送命令，就可以使激光器工作了。用戶需要做的準(zhǔn)備工作冷水機(jī)（需帶走熱量 2200W）固定支架（見圖2）TTL信號(hào)發(fā)生裝置（調(diào)制頻率 025KHz,占空比0100%可調(diào)）15針D型接口表一.GEM-100L激光器指標(biāo)及外設(shè)要求：（注*號(hào)的為

2、保證的指標(biāo)，其它為典型值）指標(biāo)值注釋波長(zhǎng)10.6 科 m12 1610P20 line of C O2*CW輸出功率100W激光頭溫）更高于 25c時(shí)，溫度每升高 1C,激光功率卜降 1%。功率穩(wěn)定性95% TEM 00光斑尺寸3.8+ 0.4mm出光口處，1/e2值的直徑光束發(fā)散角5mrad遠(yuǎn)場(chǎng)，1/e2值的直徑*光斑質(zhì)量M2100:1線偏振偏振方向平行于腔的折疊方向*調(diào)制信號(hào)TTL,最高 25kHz激光頭重量10.7kg電源重量12.1kg輸入交流電壓200240V（ 土 10%）, 50/60Hz輸入交流電流0 13A需要冷卻液帶走的 熱量0 2200W冷卻管為鋁管的，必須添加防腐蝕 齊

3、|J,避免鋁管氧化物堵塞夜流冷卻液流量7.6升/分鐘冷卻液溫度1530 C盡量與室溫持平環(huán)境溫度1545 C海拔2000 米濕度不結(jié)露工作模式GEM-100LC激光器可以工作在 CW模式、Gated CW 模式和增強(qiáng)脈沖（Enhanced Pulse） 模式。CW模式CW模式下，射頻電源工作于連續(xù)方式下，同時(shí)輸出連續(xù)激光。RF使能信號(hào)（第1腳）應(yīng)持續(xù)位于高電平。此外，第15腳上的電壓應(yīng)控制在 0到+7V之間。在此模式下，激光輸出額定的最大功率，功率大小不可調(diào)節(jié)。Gated CW 模式與CW模式相比，其它命令狀態(tài)都一樣，只是RF使能信號(hào)改成了脈沖波形，從而輸出與之同步的脈沖激光。（而CW模式實(shí)際

4、上就是占空比為 100%的脈沖波形）。激光脈沖的 峰值功率即為 CW模式下的峰值功率。建議脈寬不要小于1微秒，脈沖重復(fù)頻率不要高于25kHz;脈沖占空比沒有限制，從 0到100%都可以。增強(qiáng)脈沖（Enhanced Puls啾式將第15腳上的電壓控制在+7.2+10.0V之間，激光器可以工作在增強(qiáng)脈沖模式。在RF使能端加上脈沖信號(hào)，系統(tǒng)即輸出同步脈沖激光。在此模式下，射頻輸出峰值功率將是CW模式下的1.5倍以上，激光峰值功率是 CW模式下額定功率的兩倍以上（取決于脈寬和脈沖重復(fù)頻率）。圖1給出了 GEM-100L在增強(qiáng)脈沖模式下的激光功率（注意是典型值，在超脈 沖模式下我們不提供保證值）。在增強(qiáng)

5、脈沖模式下，脈沖寬度上限為1ms,（沒有明確的下限，建議不要低于1微秒），同時(shí)還要滿足脈沖占空比不超過50%。當(dāng)占空比超過 50%時(shí)，射頻電源內(nèi)的自我保護(hù)裝置會(huì)終止射頻電源的工作，同時(shí)給出錯(cuò)誤報(bào)告。對(duì)于脈沖頻率，建議不超過25kHz,因?yàn)閷?duì)于GEM-100L激光器，高于25kHz的脈沖頻率沒有實(shí)際用途。Ncnnalized w段0 powef 哂j的 sluown hens are merely lyp-ical and a降 gt spe&Hc valuer.圖1 GEM-100L激光器在增強(qiáng)脈沖模式下的激光脈沖功率外部控制接口射頻電源上提供了一個(gè) 15針D型接口，用戶需根據(jù)該接口各針腳的定

6、義（表二），制作外部控制電路，以此控制激光器的運(yùn)行。表二.RF電源上15針D型控制接口針腳描述針腳信號(hào)描述說明1RF使能信號(hào)不平衡輸入信號(hào)：1=RF ON, 0=RF OFFo （RS-423）高電平4V-6V;輸入電阻 450Q o請(qǐng)閱讀第11腳。使用了第1腳，2、3腳就/、再使 用了。2RF使能信號(hào)正極差分輸入信號(hào)（RS-422）: 1=RF ON, 0=RF OFF。請(qǐng)閱讀第11腳。使用了 2、3腳，第1腳就/、再使 用了。2、3腳分別接差分信號(hào)的正、負(fù) 極。3RF使能信號(hào)負(fù)極差分輸入信號(hào)（RS-422）: 1=RF ON, 0=RF OFF。4RF前饋功率指示（輸出信號(hào)）0到5V, 5

7、V-最大射頻功率。要驅(qū)動(dòng)高于 10 k的負(fù)載。如果輸出電壓低于2.5伏，表明射頻電源有問題.5RF反射功率指示（輸出信號(hào)）0至IJ5V。要驅(qū)動(dòng)高于 10 kQ的負(fù)載。如果輸出電壓高于1.0伏，表明激光頭或射頻電纜有問題.6VSWR錯(cuò)誤指示（輸出信號(hào)）開路集電極輸出信號(hào)；當(dāng) VSWR錯(cuò)誤存在時(shí)吸 入25mA的電流。該信號(hào)指激光頭和射頻電源之間不匹配。用戶應(yīng)將該佶號(hào)用 LED 來顯示，當(dāng)該錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，亮燈， 報(bào)警。7目前尚未使用8輸出電壓+150.5VDC ,輸出電流 250mA。用戶可米用它作為電源。9用戶端接口的住T號(hào)地，和 +15VDC的地。該腳與機(jī)殼是連通的。10直流電源使能信號(hào)TTL 輸

8、入：1=DC Power ON, 0=DC Power OFF 。用于控制內(nèi)部直流電源的開關(guān)。 在射頻使能前，需先使直流電源 工作。11RF使能輸入信號(hào)選擇如果這一腳不接，射頻輸出是由第1腳控制的；如果這一腳與地（9腳）連接，則射頻輸出由2、3 腳控制。請(qǐng)與腳1、2、3對(duì)照閱讀。12溫度過高自動(dòng)停機(jī)開路集電極輸出信號(hào)，當(dāng)溫度錯(cuò)誤存在時(shí)吸入25mA的電流。射頻電源溫度過高時(shí)會(huì)自動(dòng)停 機(jī)，用戶只要對(duì)該信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè) 即可。13占空比報(bào)錯(cuò)開路集電極輸出信號(hào)，當(dāng)溫度錯(cuò)誤存在時(shí)吸入25mA的電流。在增強(qiáng)脈沖模式下，如果占空比 超過50%,就報(bào)錯(cuò)。占空比恢復(fù) 正常后，報(bào)錯(cuò)信號(hào)自動(dòng)消除。14目前尚未使用15工

9、作模式選擇 輸入信號(hào)在該腳加小同的電壓，即可決定 激光器工作模式：0V 7V: CW 及 Gated CW 模式7.2V 10V:增強(qiáng)脈沖模式激光器與系統(tǒng)集成時(shí)應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)必須做到:1）激光器的固定固定的原則是牢固，而有彈性。激光頭在工作過程中會(huì)發(fā)熱、膨脹，因此固定腳應(yīng)容 許它有一定的膨脹余地，否則激光頭會(huì)變形，光束變壞甚至不出光。固定腳的加工可參考圖 2 （圖中所示為 GEM-30A激光器，其他激光器可作為參考）。射頻電纜在工作中溫度較高，不要將它與其它電纜、水管等捆在一起，應(yīng)單獨(dú)走線。一圖2 GEM系列激光頭固定支架參考圖（圖中所示為GEM-30A激光器，其他激光器可作為參考）2）冷

10、卻冷卻液的流向是先進(jìn)激光頭，再進(jìn)射頻電源。冷卻液的流量應(yīng)保證有7.6升/分鐘；冷卻液溫度應(yīng)控制在 1530c之間。如果環(huán)境溫度也在1530c之間，則冷卻液溫度應(yīng)與之持平；如果環(huán)境溫度低于 15 C或高于30c （環(huán)境溫度允許范圍：5-45 C）,則冷卻液最低只能 為15C,最高為30Co原則是避免結(jié)露。如果環(huán)境濕度很高，建議使用風(fēng)冷型的激光器。請(qǐng)確認(rèn)激光器的冷卻管路是銅管還是鋁管。如果是銅管，可使用普通的純凈水作冷卻 液；如果是鋁管，則一定要添加防腐劑。（新生產(chǎn)的激光器為銅管）3）激光器啟動(dòng)步驟.讓冷卻液開始循環(huán)。.開啟220V交流電源。.加 直流電源使能 信號(hào)（置第10腳高電平，48V直流電壓被加到了射頻電源上）。.加RF Enable信號(hào)，激光輸出。建議：冷開機(jī)時(shí)（比如，停機(jī)一夜之后再次開機(jī) ），激光可能