✚ 二氧化碳雷射

氣體雷射

今天主題就以常見的氣體雷射中的二氧化碳雷射(CO2 Laser)做進一步的了解!

▻二氧化碳雷射(CO2 Laser)是一種分子氣體雷射，以二氧化碳氣體分子為工作介質，利用CO2氣體分子的兩個振動能階（對稱振動和屈折振動）態形成的居量反轉而引出雷射光來。因為氣體分子的振動能階態能量很低，容易激發，再加上雷射產生的量子效率高達百分之五十左右，所以二氧化碳雷射CO2 Laser的運轉效率很高，作為高功率輸出的雷射最為恰當。 

輸出波長在10.6 微米的中紅外線波段，是水分子極容易吸收的波段，所以對人體表層組織燒切或磨皮方面效果很好，但是這個波段光束需要使用比較特別材料的光學元件。

---資料來源:雷射先生---

►一般說來，二氧化碳雷射(CO2 Laser)由於其物態固有的特性，所以有些產生的特徵。(見下圖)

►因為二氧化碳雷射(CO2 Laser)輸出功率高，熱效應明顯，用途極廣，所以一直是國際雷射市場產值最高的雷射種類，如我司代理的美國品牌Synrad，就是專門製造CO2 Laser的原廠。

 

Synrad 二氧化碳雷射(CO2 Laser)分成	1.CW (連續)
	2.Pulse (脈衝)

 

▻連續式雷射(CW Laser)

在沒有外加調變機制下，雷射輸出功率是固定、不隨時間改變的。這樣的雷射稱為連續式雷射(CW Laser)。通常來說，這樣的雷射具有較小的線寬(linewidth)，或頻寬(bandwidth)。可以作為精密光譜的量測與分析。所以描述連續式雷射只能夠標示平均輸出功率為多少瓦特。由下列圖片來表示，可更清楚看出連續式雷射的輸出功率是如何表現的。

 

▻脈衝雷射(Pulsed Laser) 又分為下列幾種:

l  普通脈衝雷射 時間特性主要用脈衝寬度來衡量。 脈衝寬度是指半功率點之間的時間間隔，也稱為脈衝持續時間。雷射焊接，常用的脈衝寬度為1～10ms，脈衝能量為1至幾十焦耳。雷射打孔和切割，常用的脈衝寬度為0.1～2ms，脈衝能量為0.5～20J，峰值功率為10kW量級，重複頻率小於300Hz。

l  調脈衝雷射 採用調Q技術，可以壓縮脈寬，提高雷射的峰值功率。 採用電光調Q技術，可以得到脈寬為奈秒量級、脈衝峰值功率為百兆瓦以上的巨脈衝。採用聲光調Q技術對連續輸出的Nd：YAG雷射器進行調制，可以獲得脈寬為100ns，重複頻率在0～20kHz，峰值功率達數百千瓦的高重複頻率雷射，在雷射打標等雷射加工中有廣泛的應用。

l  超短脈衝雷射 採用鎖模技術，可以大大壓縮脈寬，得到峰值功率極高的雷射輸出。 採用鎖模技術輸出的超短脈衝雷射，脈寬在皮秒（1ps＝10-12s）至飛秒（1fs＝10-15s）數量級。以摻鈦藍寶石為工作物質的飛秒雷射放大系統，已實現了幾十飛秒脈寬下輸出250mJ能量，峰值功率達3×1012W。能更快地在雷射照射部位注入能量，即使是熱擴散較快的金屬材料，也能提高加工精度，所以特別適合金屬的精密加工。

Synrad CO2雷射功率相當廣泛，從小功率的10W到大功率的400W都有。

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▻在選用CO2雷射上面我們必須要了解一些數值，例如:波長、瓦數、連續(CW) 或脈衝(脈衝能量、頻率、脈寬)及光斑大小等…

                                                                                                                   ↑字幕

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