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2kW射频板条CO2激光器研究进展

更新时间:2016-09-30 作者: 该文章已被浏览119次

    射频激励扩散冷却板条CO2激光器光束质量高,结构紧凑小巧,不需要气体热交换器,光学损耗低,热稳定性非常高,气体消耗低,没有气体流动,谐振腔光学器件不会污染,在中厚板切割和焊接应用领域具有重要的应用,代表了目前高功率CO2激光器的发展方向。
 2009年,华中科技大学激光加工国家工程研究中心承担了国家科技支撑计划项目“工业激光器及其成套设备关键技术研究与应用示范”中的“高功率、高光束质量CO2气体激光器研究开发”课题,经过几年的努力,攻克了大面积射频板条电极的制作、冷却和抗变形等关键技术,实现了超过30kW射频注入功率的大面积均匀稳定放电,研发出基于国产大功率电子管的35kW、81.36MHz可调制自激式射频激光电源,实现了与大面积板条放电负载的高效匹配,设计开发出针对大面积板条放电结构的非稳波导混合谐振腔,以及球面镜与柱面镜组合的外光路整形系统,获得了满足实际应用要求的激光光束。开发出2kW射频板条CO2激光器,输出功率2.07KW,功率波动±2.9%,光束质量M2因子1.25。2011年3月,该项目通过了湖北省科技厅组织的专家鉴定,认为填补了国内千瓦级高功率射频板条CO2激光器的空白。
    在2kW射频板条CO2激光器研发成功后,华中科技大学不断推进技术的工程化和产业化,射频板条CO2激光器的核心单元技术或整机技术先后在武汉钢铁集团、武汉法利莱激光切割设备公司、镇江益林金刚石工具公司、温州激光加工分中心等单位进行应用和推广,有力地促进了高功率高光束质量工业激光器核心技术的国产化,打破了国外技术垄断,取得了较为显著的经济效益和社会效率。        
    围绕2kW射频板条CO2激光器关键技术攻关,建立了一个射频板条CO2激光器研发基地,获得授权发明专利6项、实用新型专利2项,申请国际发明专利1项,发表SCI论文15篇,其中在Optics Letter上发表论文两篇,新型激光谐振腔技术入选“2009中国光学重要成果奖”。

(唐霞辉 文)

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