激光器的选择：主流激光器类型支持激光熔化工艺，如CO2激光器、固体激光器、光纤激光器、半导体激光器等。目前应用广泛CO2激光器，固体激光器。CO2激光器是应用最广泛、种类最多的激光器，广泛应用于汽车工业、钢铁工业、造船工业、航空航天工业、电机工业、机械工业、冶金工业、金属加工等领域。约占全球工业激光销售额的40%，北美高达70%。
CO激光器的原理
与其它分子激光器相同，CO激光器的工作原理也比较凌乱。分子有三种不同的运动，即分子中的电子运动，选择分子的电子能态；第二，分子中的原子振动，即分子中的原子绕过其平衡位置进行周期性振动——并选择分子的振动能态；第三，分子滚动，即分子在空间中连续旋转，分子的运动选择了分子的滚动能态。分子运动极其凌乱，所以能级也很凌乱。
CO2分子是线性对称分子，两个氧原子分别在碳原子的两端，表示原子的平衡位置。分子中的原子一直在移动，并在其平衡位置不断振动。根据分子振动理论，CO振动方法有三种不同：
①二氧原子沿分子轴向相反方向振动，即两氧在振动中一起达到振动的最大值和平衡值，而此时分子中的碳原子静止不动，因此其振动称为对称振动。
②两个氧原子在垂直于分子轴的方向上振动，振动方向相同，而碳原子垂直于分子轴。因为三个原子的振动是同步的，也被称为变形振动。
③三个原子沿对称轴振动，碳原子的振动方向与两个氧原子相反，也称为反对称振动能。在这三种不同的振动方法中，确定了不同组的能级。
CO激光激起过程：CO2 激光器的工作物质是CO2、He、N2、Xe激光由混合气体CO2分子发射，其它气体有助于改善激光器的工作条件，提高激光器的输出功率水平和使用寿命λ=10.6μm，CO2激光器是输出功率最高的气体激光器，连续输出50kW;脉冲输出10^12W的激光器。
CO激光结构
1、激光管
一般由三部分组成： 放电空间（放电管）、水冷套（管）、储气管。放电管通常由硬玻璃制成，通常采用层套筒结构。它会影响激光输出和激光输出功率，放电管的长度与输出功率成正比。
在一定长度范围内，每米放电管长度输出的功率随总长度而增加。一般来说，放电管的厚度对输出功率没有影响。
水冷套管和放电管一样，都是硬玻璃做的。其作用是冷却工作气体，使输出功率稳定。
储气管与放电管的两端相连，即储气管的一端有一个小孔与放电管相连，另一端通过螺旋回流管与放电管相连。其效果是使气体在放电管中与中循环活动，并随时与放电管中的气体交流。
2.光学谐振腔
光学谐振腔由全反射镜和部分反射镜组成 CO激光器的主要成分。光学谐振腔通常有三种效果：控制光束的传输方向，提高单色性；选择形式；增加激活介质的工作长度。
激光器最简单、最常用的光学谐振腔由镜(或球面镜)组成。CO2.平凹腔常用于激光器谐振腔，反射镜由选择K8 光学玻璃或光学石英加工成大曲率半径的凹面镜，在镜面上涂上高反射率的金属膜镀金膜，使波长为10.6μm光反射率达到 98.化学性质稳定质稳定。
三、电源及泵浦
泵浦源可以提供能量，作业物质中上下能级间的粒子数翻转。 CO2 激光器的放电电流较小，采用冷电极，阴极采用钼片或镍片制成圆柱形。30~40mA 阴极圆筒的工作电流、面积 500cm2.不污染镜片，在阴极和镜片之间加一个光栏。
CO激光器的优点
1.输出功率范围大，已在国外使用100KW激光焊机焊接。闭管二氧化碳激光器具有数十瓦的连续输出功率，远远超过其他气体激光器，而水平流动电激励二氧化碳激光器具有数十万瓦的连续输出功率。此外，水平大气压二氧化碳激光器在脉冲输出能量和功率方面也达到了较高水平，可与固体激光器媲美。
2.能量转换效率高，二氧化碳激光器的能量转换效率可达30~40%，超过一般气体激光器。
3、利用CO2分子振动-旋转能级间的跳跃有丰富的谱线，在10微米附近有几十条谱线的激光输出。近年来发现的高压二氧化碳激光器甚至可以从9~10微米连续可调输出。
4.其输出波段仅为大气窗，即大气对该波长的透过率较高。输出光束光学质量高，相关性好，线宽窄，工作稳定。
5.方向性好，单色性好，频率稳定性好。但是气体密度小，不易得到高的颗粒浓度，所以，CO气体激光器输出的能量密度通常小于固体激光器。
6.可以脉冲或连续工作，焊接范围广，可以用来焊接微型零件和厚工件。
7.输出波长为10.6m，正落在8--14m大气窗在距离传输方面具有独特的优势。
气体纯度要求低，一般只需工业纯度二氧化碳气体即可。
9.激光器和电源可集成在结构紧凑、设计简单的系统中。
10.使用寿命长。
CO2激光器的缺点
CO激光器的转换功率很高，但最高不会超过 40%，这就是说，将有 超过60%的能量转化为气体的热能，增加温度。气体温度的升高会导致激光上能级和激光下能级的热激起，从而减少粒子的反转数。此外，气体温度的升高会扩大谱线，降低增益系数。特别是气体温度的升高也会导致 CO2 分子分解，减少放电管内的分解 CO2 分子浓度。这些元素会降低激光器的输出功率，甚至温度猝灭 。
以上内容是小编今天带给你的CO希望激光器的原理、结构和优缺点对你有用。一般来说，二氧化碳激光的工作物质是由二氧化碳、氦和氮组成的混合物。氮作为一种缓冲气体及其分子共向二氧化碳分子传递刺激能量。输出功率和能量大，效率高达15%~25%。其商品器件的连续输出功率可达万瓦量级，已广泛应用于打孔、切割、焊接和热处理，是工业应用中理想的激光器。
高功率气体放电灯泵浦通常用于传统的固体激光器，其效率约为3%至6%。泵浦灯发出的大量能量转化为热能，需要采用笨重的冷却系统，不可消除的热透镜效应使光束质量变差。此外，泵浦灯的使用寿命约为400小时，操作人员需要花费大量时间频繁更换灯，中断系统工作，大大降低自动化生产线的效率。与传统灯泵浦激光器比较，二极管泵浦固体激光器提高了转换效率、寿命和光束质量。YAG激光输出波长为1.06μm，较CO激光波长小于1个数量级，因此更适合这种金属的激光熔覆。
数据来源：钢裁缝焊接，集贤网