激光器培訓教程-1

主要內容§1.激光器概述§2.激光器主要技術指標§3.激光器系統組成§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、脈沖半導體激光器控制機箱及連接線纜組成。它可以實現高峰值功率、高光束質量的激光輸出。其功能主要用于光電領域的應用。二、激光器主要技術指標1.輸出波長激光器可以實現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、激光器主要技術指標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.重復頻率激光器工作的重復頻率在1Hz～30Hz，具有外時統編碼功能二、激光器主要技術指標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、激光器主要技術指標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、激光器系統組成

激光器主要由激光器發(fā)射頭、脈沖半導體激光器控制機箱及連接線纜組成。其簡單的組成示意圖如下三、激光器系統組成激光器發(fā)射頭激光器發(fā)射頭是提供高重復頻率、高光束質量激光輸出的關鍵部件，它由聚光腔、激光晶體、二極管陣列、諧振腔鏡和調Q器件組成，是整個系統的根本所在，直接影響著光電系統的作用效果。三、激光器系統組成脈沖半導體激光器控制機箱脈沖半導體激光器控制機箱為二極管陣列提供電功率，并通過二極管發(fā)光將電能轉換成光能，用產生的光能泵浦激光工作物質，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換效率。同時該激光器摒棄了傳統固體激光器的水冷方式，采用TEC加風扇的制冷方式，大大減輕了激光器系統的重量，增加了設備的靈活性。以下我們分兩部分，也就是激光器發(fā)射頭，脈沖半導體激光器控制機箱兩部分來簡單講述一下激光器的工作原理。脈沖半導體激光器控制機箱

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換為激光二極管的工作電壓，然后經過整流濾波提供給由放電開關和LD組成的放電回路，最終實現穩(wěn)定的電流輸出。在系統工作過程中，LD的熱量通過熱沉及絕緣層的導熱被TEC吸收，經熱電制冷效應又把熱量移至TEC熱端，再經各層的導熱把熱量傳給散熱器。散熱器利用風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；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、輸出鏡構成光學諧振腔2、Q開關、偏振片、觸發(fā)盒、波片組成電光Q開關3、倍頻晶體，進行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：用戶在收到經過長途運輸后的產品時，首先應檢查是否有部件損壞和插頭松動。根據線纜以及機箱、機頭上的標號，用線纜將控制機箱，發(fā)射頭連接起來?？刂茩C箱面板說明電源開關：打開電源開關（即電鑰匙），面板電源指示燈亮；內外時統按鍵：按下按鍵，工作方式為內時統，按鍵彈出，工作方式為外時統；工作按鍵：按下工作按鍵，激光器系統開始工作，工作指示燈閃爍；選擇按鍵：用于激光器參數的選擇；步增、步減按鍵：用來調節(jié)激光器參數；設定按鍵：用來保存設置參數；電源指示燈：控制機箱打開電鑰匙啟動后，指示燈亮；工作指示燈：電源工作時，該燈按設置頻率閃爍；時統指示燈：外時統工作時，此燈滅，內時統工作時此燈亮；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時，此燈亮；電流顯示屏：工作時顯示激光器電流，在設置參數時，可以顯示各個參數；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、首先檢查系統連線是否正確。2、打開控制機箱電鑰匙，控制機箱啟動，電源指示燈亮。電鑰匙打開后，電流顯示屏會顯示控制機箱已經設置好的電流，溫度顯示屏顯示當前二極管熱沉溫度，系統正常工作時，溫度在38℃左右，熱沉溫度在正常工作范圍內時，溫度指示燈亮。3、按選擇鍵，電流顯示屏會依次循環(huán)顯示各個參數值，我們在使用過程中，可以調節(jié)的參數只有兩個，一個是電流，一個是頻率，當選擇電流時，顯示屏數碼管的首字母顯示A，當選擇頻率時，顯示屏數碼管的首字母顯示F，如圖所示。此時可以通過步增、步減按鍵設置頻率跟電流，然后按設置鍵保存。注意：電流的設定值不能超過75A，頻率的設定值不能超過30Hz，一般情況下，出廠時，電流已經設定好，頻率設定為20Hz。4、選擇時統按鍵，時統按鍵按下為內時統，此時按下工作按鍵，激光器就開始工作，若時統鍵彈出，激光器工作方式為外時統，按下工作按鍵，激光器會按外時統頻率工作。5、工作結束后，按下工作按鍵，工作按鍵彈出，激光器停止工作，然后關閉電鑰匙。五、激光器的安裝與操作

在實際操作過程中，如果需要使用綠光，可以通過調試倍頻拉桿來實現實現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象的原因有兩個：1.光路系統中有些鏡片有灰塵，這需要定期查看光路系統，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Q信號故障，需要更換有關器件。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，需關機，待兩小時后，再開機看激光器是否正常。二極管溫度過高時，控制機箱會自動停止工作，同時溫度指示燈滅。六、激光器常見故障故障三開機激光器控制機箱面板故障指示燈亮，控制機箱不能正常工作。出現此種現象，應該關閉電鑰匙，過幾分鐘后再開機，如果還有故障，需聯系廠家解決。七、激光器的日常維護與保養(yǎng)

激光器在工作中應該注意的事項：1.激光器工作過程中，嚴禁直視激光。激光所對目標范圍內，嚴禁站人。2.該激光器采用TEC制冷，靠風冷散熱，在高溫環(huán)境下熱交換速率較低，可能會導致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、激光器的日常維護與保養(yǎng)

激光器在貯存運輸過程中應該注意的事項1.激光