由于玻璃對可見光的透過性,僅吸收中、近紅外線,所以輸出可見光的激光器就不適用于玻璃加工,只有輸出中、近紅外線的激光器才適用,如CO2激光器、YAG激光器可用于玻璃雕刻。
CO2氣體分子激光器是以摻有N2、He和CO2氣體為工作物質(zhì),采用氣體放電進(jìn)行激發(fā),在一定能級間產(chǎn)生受激輻射,再通過光學(xué)共振腔,提供光學(xué)反饋能力,使受激輻射光子在腔內(nèi)多次往返以形成以形成相干的持續(xù)振蕩,并限制振蕩光的方向和頻率,保證激光具有一定的定向性和單向性。CO2激光器輸出波長主要在10.6um附近的中紅外區(qū),有利于玻璃吸收,同時(shí)器件能量轉(zhuǎn)換率比較高,可到20%,在脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)下,達(dá)到較高能量(數(shù)千焦耳以上)的脈沖輸出,目前橫流CO2激光器每米放電長度輸出功率可達(dá)3000W。
YAG固體激光器是以摻Nd3+的乙-鋁石榴石為工作物質(zhì),具有四能級系統(tǒng),量子效率高,受激輻射截面大。閥值極低,熱穩(wěn)定性好,熱導(dǎo)率高,熱膨脹系數(shù)小,適合于脈沖連續(xù)、高重復(fù)頻率等多種器件,輸出波長為10.6um,平均功率1000W,如采用多級串聯(lián)、功率達(dá)到2000W以上。
由激光器輸出的激光需要用透鏡聚焦,以提高功率密度。利用脈沖激光可以達(dá)到1010℃/s的加熱速率,由于加熱區(qū)域收到嚴(yán)格限制,產(chǎn)生的溫度梯度大雨106℃/cm,足以使玻璃產(chǎn)生微裂紋而從表面剝落。
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