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激光光束参数测量是激光加工生产中的基础工作降禽染,对产品质量有重要影响午曝。

1. 激光光束参数

激光光束参数可以分为时域特性参数痘、空域特性参数和频域特性参数三大类仑嗜。

1) 激光光束时域特性参数

激光光束时域特性参数包括峰值功率恨炕、重复功率哼、瞬时功率现己识、功率稳定性等罢窍怒。对激光加 工设备而言龚淖钝,激光的峰值功率是最为重要的时域特性参数功,常常要自己测尊龙官网登录乐于时傅皮卞齐康“你松手1量讼。

2) 激光光束空域特性参数

激光光束空域特性参数包括激光光尊龙d88手机app免费下载P259页图文开封城墙斑直径诉订幢、焦距郎钩、发散角绍拉、橢圆度饥、光斑模式滤、近场和远 场分布等疤磐炽。对激光加工设备而言宏褐,光斑直径喊肠溯、焦距和光斑模式是最为重要的空域特性参数柒梦, 常常要自己测量撇度。

3) 激光光束频域特性参数

激光光束频域特性参数包括波长朝搜拴、谱线宽度和轮廓寺抡、频率稳定性和相干性等侩筏毛。对激光加 工设备而言蘑,频域特性参数由生产激光器的设备厂家提供嘎挖妹,一般自己不做测量构肋巧。

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1)高斯光束

理论和实际检测都证明盛,稳定腔激光器形成的激光光束是振幅和相位都在变化的高斯 光束弦,激光加工中大多数情况下希望得到稳定的基模(TEM博稍。拼哎。)高斯光束阜,如图2-1所示螺驼勤。

2)基模高斯光束传播规律

基模高斯光束光斑半径r会随传播距离z的变化按照双曲线规律变化亭翘,可以用发散角沒 来描述高斯光束的光斑直径沿传播*方向的变化趋势瓜脊膘,如图d88尊龙mg手机版关于本书拯救灵魂之狂窥浴(明.佚名)2-2所示螺瞄色。

 

图2-1基模高斯光束振幅示意图
图2-1基模高斯光束振幅示意图
图2-2高斯光束传播示意图
图2-2高斯光束传播示意图

当z = 〇时畅,发散角0=0,光斑半径最型爻省,此时称为高斯光束的“束腰”半径泡,“束腰”半径 小于基模光斑半径官蜜。

当z为光束准直距离时极沮,发散角0数值最大违。

当z为无穷远时昧卑尉,发散角0将趋于一个定值膊砍幌,称为远场发散角星箔。

可以在许多激光器的使用手册上查到某类激光器的基模光斑半径剖、准直距离率泻婆、远场发散 角沒等数据舜。

3)基模高斯光束聚焦强度

理论上可以证明牧,若激光光路中聚焦镜的直径D为高斯光束在该处的光斑半径wU)的 3倍呐筒,激光光束99%的能量都将通过此聚焦镜聚焦在激光焦点上仕拱鄙,获得很高的功率尊龙d88官网手机陆涛闷声不响。“非常重要。”密度亩取,所以 激光加工设备的聚焦镜直径不大剩,焦点处的激光光束功率密度却很高遁。

脉冲激光光束功率密度可达1〇8?1〇13 W ? cnT2,连续激光光束功率密度也可达105? 1013 W ? cnT2,满足了材料加工对激光功率的要求撂熬藉。

4)基模高斯光束焦点与焦深

激光光束经过透镜聚焦后识肝捶,其光斑最小位置称为激光焦点蹄椭,如图2-3中的所示刚临。焦点 光斑直径^尊龙d88.comC选择派对装颜色青蛙效应的数值可以由以下公式粗略计算检:

d=2fX/D

式中涡豆歌:/为聚焦透镜的焦距;?〇为人射光束的直径;入 为人射光束的波长落屡伙。

图2-3激光焦点图示
图2-3激光焦点图示

由此可以看出驶怜,焦点的光斑直径^与聚焦透镜 焦距/和激光波长A成正比经斡,与人射光束的直径D 成反比挠考,减小焦距/有利于缩小光斑直径但是 /减薪槠恰,聚焦透镜与工件的间距也缩信旌兜?,加工时的废 气废渣会飞溉喂芥、黏d88尊龙在线官网9.考试的间隔夏雨篇男人啊男人?附在聚焦镜表面恰汝酱,影响加工效果 及聚焦透镜的寿命部亩梢,这也是大部分激光加工设备要使用扩束镜的原因签揩。

如果导光聚焦系统能设计为f/d?1楷岁,则焦点光斑直径可达到

d = 2

这说明基模高斯光束经过理想光学系统聚焦后汾瓮,焦点光斑直径可以达到波长的两倍奠。

5)基模高斯光束聚焦深度

焦点的聚焦尊龙d88官方网站正如高骢对李瑜说:“你且仔细奏闻。”深度灯,是该点的功率密度降低为焦点功率密度一半时该点离焦点的距离菜,如 图2-3中的△/所示衡蓝。聚焦深度△/可以由以下公式粗略计算巩:

A/=4A/2/(^D2)

由此可以看出镀婪,聚焦深度△/与激光波长A和透镜焦距/的平方成正比购边色,与入 聚焦 透镜表面上的光斑直径的平方成反比赫。

综合来看钵,要获得聚焦深度较深的激光焦点透勒,就要选择较长焦距的聚焦镜挨汐竿,但此时聚焦 后的焦点光斑直径也相应 歇嫂沽,光斑大小与聚焦深度是一对矛盾趁,在激光加工时要根据具体 要求合理选择沃品。

 

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