Со2 лазер накачка

Современное эффективное производство невозможно представить без лазеров и лазерных процессов. В газовых лазерах [ править править код ]. Выберите другую страну, чтобы контент и онлайн-товары соответствовали вашему местоположению. Из-за низкого плюса диодных лазеров в сша александритовый лазер для эпиляции волгоград купить разрушения внутрирезонаторного со2 лазера накачка достаточно затруднительно одновременное достижение высоких значений пиковой и средней мощности генерации лазера. Такая форма светового пучка может быть неудобна элос лазер эпиляция отзывы приложений требующих использования световых пучков с максимальной интенсивностью на оси с пространственным распределением интенсивности либо гауссовым, либо близким к однородному. Недостатки СО2 лазера.

• Обзор аппаратов узи в сша
• Лечение угрей диодным лазером
• Неодимового лазера отзывы форум
• Candela лазер александритовый купить

СО2-лазер HS-411

Несамостоятельный тлеющий разряд постоянного тока с ионизацией импульсно-периодическим разрядом РПТ-ИР используется для создания активной среды в электроразрядных технологических СО2-лазерах с быстрым поперечным протоком газа с непрерывной мощностью от 1 до 40 кВт. Этот метод был впервые использован для накачки СО2-лазеров в работах Рейли[1] и Хилла[2], о значительных практических достижениях сообщали Шашаков с сотр. В схемах, используемых в работах[] напряжение импульсно-периодического разряда и напряжение несамостоятельного разряда постоянное или также импульсное подаются на одни и те же электроды, как показано на Рис. Пространственная однородность разряда в этом случае обеспечивается путем секционирования электродов, а также введением дополнительной предыонизации.

В другой схеме, разработанной Генераловым с сотр. Этот тип вспомогательного разряда называется безэлектродным или емкостным импульсно-периодическим разрядом ЕИР , или емкостной импульсной предыонизацией. Для ЕИР характерна высокая импульсная мощность, необходимая для того чтобы создать однородную ионизацию в разрядном объеме, заключенном между диэлектрическими пластинами, при сравнительно низкой средней по времени мощности.

Возбуждение колебательных степеней свободы молекул в однородно ионизованной среде осуществляется стационарным несамостоятельным основным разрядом, который можно охарактеризовать как разряд постоянного тока с ионизацией безэлектродным емкостным импульсно-периодическим разрядом РПТ-ЕИР. Постоянное напряжение основного разряда прикладывается к металлическим электродам в форме трубок катода и анода , расположенных на входе и выходе газового потока в разрядной камере. Поток направлен от катода к аноду, перпендикулярно оптической оси резонатора. Две оставшиеся стенки разрядной камеры имеют отверстия для выхода излучения к зеркалам, расположенным снаружи. Проходы многопроходного оптического резонатора расположены Z-образно для лучшего заполнения излучением объема разрядной камеры.

Эта схема была предложена и разрабатывалась в течение длительного времени в Институте проблем механики Российской Академии Наук в Москве. Эти лазеры отличаются высоким КПД, хорошим качеством излучения, широкими возможностями для управления мощностью, низким потреблением рабочих газов и высокой надежностью. Высокие эксплуатационные характеристики этих лазеров достигнуты благодаря особенностям применяемой схемы РПТ-ЕИР: оптической однородности, простой электродной системе, низкой плазмохимической активности и оригинальной схеме управления мощностью основного разряда.

Рассматриваются достигнутые результаты и перспективы дальнейшего развития данного метода. Безэлектродный емкостной импульсно-периодический разряд ЕИР относится к сравнительно хорошо изученным объемным импульсным разрядам, широко используемым в импульсных газовых лазерах. Отличительной особенностью ЕИР является то, что электроды, на которые подается импульсное напряжение, изолированы от разрядного промежутка пластинами диэлектрика Рис.

Этот необычный тип разряда исследовался теоретически и экспериментально в связи с применениями в СО2-лазерах[, 18, 19]. Чтобы лучше понять процессы в разряде, рассмотрим простую модель. Полагаем, что импульс напряжения имеет ступенчатую форму с напряжением U0 и пренебрежимо коротким передним фронтом. Первоначальная плотность электронов Ne0 считается распределенной однородно в разрядном объеме. В импульсно-периодическом разряде заметная концентрация электронов остается от предыдущего импульса.

Распределение потенциала в разрядном промежутке считается однородным, слои пространственного заряда вблизи диэлектрических пластин считаются тонкими, а падение напряжения на них мало по сравнению с U0. В этих предположениях можно рассматривать схему, показанную на Рис. Электрическое сопротивление плазмы разряда Rg связано с плотностью свободных электронов Ne в плазме разряда, Cg - емкость разрядного промежутка, Cd - емкость диэлектрических пластин. Это приближение аналогично так называемой электротехнической модели7. В этой модели изменение электрического поля, тока и плотности электронов в разряде описывается системой нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений, которые легко интегрируются численно, и в результате получаются осциллограммы электрического поля в плазме, тока и плотности электронов, показанные на Рис.

Для дальнейшего понимания полезно вывести основные соотношения и сделать оценки на основе простого физического рассмотрения. Считаем величину напряжения U0 достаточно большой, чтобы в разрядном промежутке начался процесс лавинной ионизации. Можно определить характерное время ионизации Ti как. Уравнение 1. Результаты представлены в Таблице 1. Если длительность фронта приложенного напряжения коротка по сравнению с характерным временем ионизации для данной величины напряжения U0P, плотность электронов начнет расти с характерным временем Ti U0P.

Таблица 1. Когда плотность электронов достигает заметной величины, в плазме начинает течь электрический ток, приводящий к разделению положительных и отрицательных зарядов в разрядном промежутке, заключенном между диэлектрическими пластинами, что, в свою очередь, ведет к экранированию электрического поля в плазме. Когда электрическое поле в плазме из-за процесса поляризации падает ниже определенной величины, ионизация практически прекращается.

Условия прекращения ионизации могут быть, следовательно определены как. Это соотношение - основной результат нашего простого анализа. Из него и Таблицы 1 видно, что Ne сильно зависит от U0P. На практике условие малости длительности фронта нарастания напряжения по отношению к характерному времени ионизации, определяемому величиной максимального значения приложенного напряжения U0P, обычно не выполняется, поскольку U0P, как правило, больше, чем требуется. Реальное электрическое поле в плазме из-за эффекта поляризации начинает снижаться до того, как приложенное к электродам напряжение достигнет максимального значения. Максимальная величина, до которой поднимается электрическое поле в плазме, зависит от скорости нарастания напряжения.

Таким образом, и величина Ti, и длительность импульса тока, и амплитуда импульса тока определяются скоростью нарастания напряжения. Для более эффективной ионизации следует использовать импульсы напряжения с более крутым фронтом нарастания. При этом генератор должен обеспечивать достаточно высокую импульсную мощность и выдавать импульс тока соответствующей амплитуды.

Ограничения, связанные с характеристиками выходной цепи импульсного генератора, приводят к уменьшению достижимой плотности свободных электронов в разряде. Поскольку свободные электроны в плазме имеют ограниченное время жизни, для поддержания квазистационарной концентрации электронов требуется определенная частота повторения импульсов. Основными процессами, приводящими к гибели свободных электронов в условиях непрерывного CO2-лазера, являются электрон-ионная рекомбинация и прилипание образование отрицательных ионов. Времена жизни, определяемые этими процессами, лежат в пределах от 10 до мкс, откуда требуемые частоты повторения импульсов — от 10 до кГц. TНа Рис. Эти слои внешне схожи с приэлектродными слоями обычного тлеющего разряда, образующимися вблизи катода.

Верхний и нижний слои возникают последовательно во время прохождения, соответственно, положительной и отрицательной полуволны импульса тока, возникающих вследствие того, что импульс напряжения имеет как фронт нарастания, так и фронт спада. Катодные слои, наблюдаемые в импульсном разряде, в отличие от слоев тлеющего разряда постоянного тока, не являются стационарными. Их можно считать лишь квазистационарными при достаточно большой частоте повторения импульсов. Природа слоев импульсного разряда изучалась в [19]. Было показано, что формирование слоев в случае не слишком коротких импульсов зависит от вторично-эмиссионных процессов на катоде или на прилегающей к катоду поверхности диэлектрика. Также, как в случае тлеющего разряда, происходит формирование областей катодного падения напряжения, лавинное размножение вторичных электронов, и, как следствие, формирование пучка высокоэнергетичных электронов с высокими проникающими способностями.

Темное пространство с увеличенной концентрацией электронов, примыкающее к яркому катодному свечению, возникает в результате действия этих процессов. Значение наблюдаемой в наших экспериментах характерной суммарной толщины приэлектродных слоев порядка смДТорр близко к величине, полученной в [19] в результате вычислений. Если к плазме, полученной в ЕИР, прикладывается постоянное электрическое поле, как в несамостоятельном разряде, толщина слоев уменьшается. Время жизни электронов между последовательными импульсами, определяемое процессами электрон-ионной рекомбинации и прилипания, зависит от средней кинетической энергии электронов. Если внешнее электрическое поле отсутствует, кинетическая энергия электронов мала, а скорость процессов рекомбинации, напротив, максимальна.

В этих условиях начальная электронная плотность к началу следующего импульса при частоте следования 10 кГц не превосходит см-3, как и считалось в [19]. С другой стороны, в присутствии постоянного электрического поля коэффициент рекомбинации уменьшается, и начальная электронная плотность перед очередным импульсом возрастает до 10 10 см 3 и более. В результате толщина приэлектродного слоя и падение напряжения на нем уменьшаются, приближаясь к величинам, характерным для стационарного разряда. Таким образом, в обычных условиях мы можем пренебречь падением напряжения в приэлектродных слоях и пользоваться для оценок электротехнической моделью, как это было сделано выше. Однако если величина разрядного промежутка сравнима с толщиной слоев в случае низких давлений или малого межэлектродного зазора , приэлектродные явления вызывают значительные изменения распределения потенциала и электронной плотности в пространстве между электродами 19, и в этом случае электротехническая модель неприемлема.

В направлении, перпендикулярном направлению импульсного тока однородность плазмы может нарушаться из-за термоионизационных эффектов, аналогичных эффекту сжатия положительного столба стационарного тлеющего разряда. Быстрый поток газа в разрядной камере также подавляет эти неоднородности. Электрическая емкость диэлектрических пластин действует как распределенный балласт, препятствуя , в первую очередь, контракции катодного слоя на поздних стадиях пробоя. Высокая пространственная однородность ЕИР в большом объеме, а также значительная квазистационарная концентрация свободных электронов, получаемая при сравнительно небольшой мощности генератора, обусловливают успешное применение ЕИР в качестве источника ионизации для несамостоятельного разряда.

Типичные параметры несамостоятельного разряда с ЕИР представлены в Таблице 2. Таблица 2. Применение ЕИР для создания в большом объеме плазмы с однородной проводимостью позволяет успешно решить две задачи, возникающие при разработке мощных СО2-лазеров. Во-первых, метод ЕИР дает возможность легко управлять параметрами разряда постоянного тока и эффективно подавлять неустойчивости, которые препятствуют повышению мощности разряда. Во-вторых, ионизация с помощью ЕИР обеспечивает высокую оптическую однородность разряда в большом объеме, которой трудно достичь средствами самостоятельного разряда постоянного тока. ЕИР возбуждается в промежутке высотой 5,5 см между двумя плоскими водоохлаждаемыми металлическими электродами, отделенными от разрядного промежутка диэлектрическими пластинами.

Плазма образуется в плоском канале прямоугольного поперечного сечения размером 5. Два электрода основного разряда в виде медных трубок катод и анод расположены на входе и выходе потока из разрядной камеры. Электроды установлены параллельно друг другу на расстоянии 26 см. Постоянное напряжение основного разряда V приложено к трубчатым электродам без использования балластных резисторов. Величина напряжения выбирается исходя из условий оптимальных для возбуждения колебательных степеней свободы молекул лазерной смеси. При этом усредненная по объему разрядной камеры скорость ионизации электрическим полем основного разряда много меньше средней по времени скорости ионизации полем ЕИР. В этом смысле РПТ-ЕИР представляет собой несамостоятельный разряд и обладает характерными для несамостоятельных разрядов свойствами: монотонно растущей вольт-амперной характеристикой см.

Рождаясь во время импульса, свободные электроны затем рекомбинируют, в основном, процессах диссоциативной электрон-ионной рекомбинации и трехтельного прилипания, или просто выносятся из объема разрядной камеры потоком газа. Следуя колебаниям электронной плотности и проводимости газа, ток основного разряда также периодически пульсирует см. Средний по времени ток основного разряда зависит, таким образом, от максимальной плотности электронов или амплитуды импульса ионизации и от частоты повторения импульсов. Следовательно, мощностью разряда можно управлять путем изменения напряжения высоковольтного источника питания ЕИР, как показано на Рис.

Выходная мощность оказывается при этом промодулированной с частотой следования импульсов ЕИР, однако при характерном для рассматриваемого случая составе и давлении газовой смеси кинетика лазерных энергетических уровней колебаний молекул такова, что модуляции выходной мощности оказываются в значительной степени сглаженными по отношению к пульсациям тока, как показано на Рис. Взаимное расположение электродов в разряде определяется условиями однородности разряда и удобства вывода излучения. РПТ-ЕИР является поперечным по отношению к оптической оси резонатора и продольным по отношению к направлению потока газа. У поверхности трубчатых электродов формируются слои катодного и анодного падения потенциала. Эти слои аналогичны приэлектродным слоям обычного тлеющего разряда.

Также наблюдается явление нормальной плотности тока на катоде. Видно, что электрическое поле распределено однородно по всему объему, за исключением приэлектродных областей. На некотором расстоянии от трубчатых электродов см плотность тока разряда и, вследствие этого, электрическое поле возрастают только по причине геометрии разряда в камере большого объема с трубчатыми электродами — поверхность электрода имеет гораздо меньшую площадь, чем поперечное сечение разрядной камеры. Такая геометрия позволяет легко стабилизировать положение токового пятна на катоде без применения техники секционирования электрода.

Вследствие увеличения напряженности электрического поля вблизи электродов формируются зоны, аналогичные тлеющему разряду, контролируемому диссоциативным прилипанием, с характерными для разрядов этого типа напряженностью электрического поля, плотностью свободных электронов и другими свойствами.

Применение CO2 лазеров с высокочастотной накачкой для обработки материалов

На рынке технологических лазеров наблюдается бурный рост производства и продаж газовых лазеров с диффузионным типом охлаждением активной среды. Это обусловлено тем, что такие лазеры полностью удовлетворяют требованиям уменьшения массы и габаритов технологических лазеров при одновременном сохранении мощности и качества излучения. Отметим, что в этом смысле быстропроточные лазеры исчерпали себя - они достаточно громоздки и дороги, поскольку имеют газодинамические контуры, насосы для прокачки газа и теплообменники. К лазерам с диффузионным охлаждением активной среды относятся и щелевые лазеры. Благодаря сочетанию высокой надёжности и конкурентоспособной цены щелевые лазеры с высокочастотной накачкой активной среды вытесняют с рынка СО2-лазеры других типов в диапазоне мощности до 5 кВт. В последние годы интенсивно разрабатывались газовые лазеры с давлением 60 - торр, использующие радиочастотную накачку в диапазонах частот от десятков МГц до нескольких ГГц. Высокочастотная накачка ВЧ повышает устойчивость и однородность горения разряда.

CO2 Лазеры / Щелевые Лазеры

Gistroy — производитель и поставщик лазерного оборудования и софта. Полезные статьи. СО2 лазер. Лазеры на углекислом газе CO2 - это один из наиболее распространенных типов лазеров, которые используются в многих отраслях, включая медицину, промышленность и искусство. Они обладают высокой эффективностью и способны генерировать очень мощные лучи. При покупке товаров через нас вы получаете бесплатный доступ к чату на 1 год.