激光器培訓(xùn)教程-1

主要內(nèi)容§1.激光器概述§2.激光器主要技術(shù)指標(biāo)§3.激光器系統(tǒng)組成§4.激光器工作原理§5.激光器的安裝與操作§6.激光器常見故障§7.激光器的日常維護(hù)與保養(yǎng)一、激光器概述

二極管泵浦20MW激光器(以下簡稱激光器)主要由激光器發(fā)射頭、脈沖半導(dǎo)體激光器控制機(jī)箱及連接線纜組成。它可以實(shí)現(xiàn)高峰值功率、高光束質(zhì)量的激光輸出。其功能主要用于光電領(lǐng)域的應(yīng)用。二、激光器主要技術(shù)指標(biāo)1.輸出波長激光器可以實(shí)現(xiàn)1064nm、532nm兩種波長激光的切換2.峰值功率激光器的峰值功率≥20MW

二、激光器主要技術(shù)指標(biāo)3.發(fā)散角激光器的自然發(fā)散角小于6mrad（一般在5mrad與6mrad之間）4.重復(fù)頻率激光器工作的重復(fù)頻率在1Hz～30Hz，具有外時統(tǒng)編碼功能二、激光器主要技術(shù)指標(biāo)5.激光器脈沖寬度激光器脈沖寬度不大于10ns（一般在7ns左右）6.激光器供電激光器采用直流28V（波動范圍26V～30V）供電，最大功耗不大于900W二、激光器主要技術(shù)指標(biāo)7.激光器工作溫度范圍激光器正常工作溫度范圍為-10oC～+50oC8.激光器貯存溫度范圍激光器貯存溫度范圍為-35oC～+55oC三、激光器系統(tǒng)組成

激光器主要由激光器發(fā)射頭、脈沖半導(dǎo)體激光器控制機(jī)箱及連接線纜組成。其簡單的組成示意圖如下三、激光器系統(tǒng)組成激光器發(fā)射頭激光器發(fā)射頭是提供高重復(fù)頻率、高光束質(zhì)量激光輸出的關(guān)鍵部件，它由聚光腔、激光晶體、二極管陣列、諧振腔鏡和調(diào)Q器件組成，是整個系統(tǒng)的根本所在，直接影響著光電系統(tǒng)的作用效果。三、激光器系統(tǒng)組成脈沖半導(dǎo)體激光器控制機(jī)箱脈沖半導(dǎo)體激光器控制機(jī)箱為二極管陣列提供電功率，并通過二極管發(fā)光將電能轉(zhuǎn)換成光能，用產(chǎn)生的光能泵浦激光工作物質(zhì)，輸出激光。四、激光器工作原理

二極管泵浦20MW激光器采用二極管陣列作為泵浦源，可以有效地提高激光器的電光轉(zhuǎn)換效率。同時該激光器摒棄了傳統(tǒng)固體激光器的水冷方式，采用TEC加風(fēng)扇的制冷方式，大大減輕了激光器系統(tǒng)的重量，增加了設(shè)備的靈活性。以下我們分兩部分，也就是激光器發(fā)射頭，脈沖半導(dǎo)體激光器控制機(jī)箱兩部分來簡單講述一下激光器的工作原理。脈沖半導(dǎo)體激光器控制機(jī)箱

工作原理工作原理框圖如下激光電源工作原理

充電模塊將供電電壓轉(zhuǎn)換為激光二極管的工作電壓，然后經(jīng)過整流濾波提供給由放電開關(guān)和LD組成的放電回路，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電流輸出。在系統(tǒng)工作過程中，LD的熱量通過熱沉及絕緣層的導(dǎo)熱被TEC吸收，經(jīng)熱電制冷效應(yīng)又把熱量移至TEC熱端，再經(jīng)各層的導(dǎo)熱把熱量傳給散熱器。散熱器利用風(fēng)扇的對流把熱量散到環(huán)境中，維持TEC冷熱端的溫差小于一定值，保證TEC的制冷效果。激光器發(fā)射頭工作原理激光器發(fā)射頭的組成示意圖如圖所示

1：全反鏡；2：Q開關(guān)；3：偏振片；4：波片；5：觸發(fā)盒；6：主波取樣盒；7：航空插座；8、9：二極管泵浦腔；10：輸出鏡；11：倍頻晶體；12：風(fēng)扇；13：45度反射鏡激光器發(fā)射頭工作原理1、全反鏡、二極管泵浦腔、輸出鏡構(gòu)成光學(xué)諧振腔2、Q開關(guān)、偏振片、觸發(fā)盒、波片組成電光Q開關(guān)3、倍頻晶體，進(jìn)行1064nm和532nm激光的切換五、激光器的安裝與操作初始檢查及連線：用戶在收到經(jīng)過長途運(yùn)輸后的產(chǎn)品時，首先應(yīng)檢查是否有部件損壞和插頭松動。根據(jù)線纜以及機(jī)箱、機(jī)頭上的標(biāo)號，用線纜將控制機(jī)箱，發(fā)射頭連接起來?？刂茩C(jī)箱面板說明電源開關(guān)：打開電源開關(guān)（即電鑰匙），面板電源指示燈亮；內(nèi)外時統(tǒng)按鍵：按下按鍵，工作方式為內(nèi)時統(tǒng)，按鍵彈出，工作方式為外時統(tǒng)；工作按鍵：按下工作按鍵，激光器系統(tǒng)開始工作，工作指示燈閃爍；選擇按鍵：用于激光器參數(shù)的選擇；步增、步減按鍵：用來調(diào)節(jié)激光器參數(shù)；設(shè)定按鍵：用來保存設(shè)置參數(shù)；電源指示燈：控制機(jī)箱打開電鑰匙啟動后，指示燈亮；工作指示燈：電源工作時，該燈按設(shè)置頻率閃爍；時統(tǒng)指示燈：外時統(tǒng)工作時，此燈滅，內(nèi)時統(tǒng)工作時此燈亮；故障指示燈：電源工作不正常時，此燈亮；溫度指示燈：熱沉溫度在正常工作范圍內(nèi)時，此燈亮；電流顯示屏：工作時顯示激光器電流，在設(shè)置參數(shù)時，可以顯示各個參數(shù)；電壓顯示屏：激光器工作時，顯示發(fā)光二極管的電壓；溫度顯示屏：顯示二極管熱沉的溫度五、激光器的安裝與操作操作步驟1、首先檢查系統(tǒng)連線是否正確。2、打開控制機(jī)箱電鑰匙，控制機(jī)箱啟動，電源指示燈亮。電鑰匙打開后，電流顯示屏?xí)@示控制機(jī)箱已經(jīng)設(shè)置好的電流，溫度顯示屏顯示當(dāng)前二極管熱沉溫度，系統(tǒng)正常工作時，溫度在38℃左右，熱沉溫度在正常工作范圍內(nèi)時，溫度指示燈亮。3、按選擇鍵，電流顯示屏?xí)来窝h(huán)顯示各個參數(shù)值，我們在使用過程中，可以調(diào)節(jié)的參數(shù)只有兩個，一個是電流，一個是頻率，當(dāng)選擇電流時，顯示屏數(shù)碼管的首字母顯示A，當(dāng)選擇頻率時，顯示屏數(shù)碼管的首字母顯示F，如圖所示。此時可以通過步增、步減按鍵設(shè)置頻率跟電流，然后按設(shè)置鍵保存。注意：電流的設(shè)定值不能超過75A，頻率的設(shè)定值不能超過30Hz，一般情況下，出廠時，電流已經(jīng)設(shè)定好，頻率設(shè)定為20Hz。4、選擇時統(tǒng)按鍵，時統(tǒng)按鍵按下為內(nèi)時統(tǒng)，此時按下工作按鍵，激光器就開始工作，若時統(tǒng)鍵彈出，激光器工作方式為外時統(tǒng)，按下工作按鍵，激光器會按外時統(tǒng)頻率工作。5、工作結(jié)束后，按下工作按鍵，工作按鍵彈出，激光器停止工作，然后關(guān)閉電鑰匙。五、激光器的安裝與操作

在實(shí)際操作過程中，如果需要使用綠光，可以通過調(diào)試倍頻拉桿來實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)1064nm與532nm（綠光）兩種波長激光的切換。六、激光器常見故障

故障一激光器能量慢慢下降造成這種現(xiàn)象的原因有兩個：1.光路系統(tǒng)中有些鏡片有灰塵，這需要定期查看光路系統(tǒng)，擦拭有灰塵的鏡片。2.激光二極管長時間工作后，效率降低。此時可以適當(dāng)增加電流，來增大激光輸出能量。六、激光器常見故障故障二激光器急劇下降或者不出光此種現(xiàn)象有以下兩種原因：1.激光器工作過程中突然不出光，但激光器工作指示燈閃爍，此時是調(diào)Q信號故障，需要更換有關(guān)器件。2.工作過程中，能量突然下降，以致不出光，此時主要原因是激光二極管溫度過高，需關(guān)機(jī)，待兩小時后，再開機(jī)看激光器是否正常。二極管溫度過高時，控制機(jī)箱會自動停止工作，同時溫度指示燈滅。六、激光器常見故障故障三開機(jī)激光器控制機(jī)箱面板故障指示燈亮，控制機(jī)箱不能正常工作。出現(xiàn)此種現(xiàn)象，應(yīng)該關(guān)閉電鑰匙，過幾分鐘后再開機(jī)，如果還有故障，需聯(lián)系廠家解決。七、激光器的日常維護(hù)與保養(yǎng)

激光器在工作中應(yīng)該注意的事項(xiàng)：1.激光器工作過程中，嚴(yán)禁直視激光。激光所對目標(biāo)范圍內(nèi)，嚴(yán)禁站人。2.該激光器采用TEC制冷，靠風(fēng)冷散熱，在高溫環(huán)境下熱交換速率較低，可能會導(dǎo)致LD器件溫度升高，輸出能量下降。因此在高溫環(huán)境下，激光器不宜長時間工作。七、激光器的日常維護(hù)與保養(yǎng)

激光器在貯存運(yùn)輸過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)1.激光