激光器培训教程-1.

主要内容§1.激光器概述§2.激光器主要技术指标§3.激光器系统组成§4.激光器工作原理§5.激光器的安装与操作§6.激光器常见故障§7.激光器的日常维护与保养一、激光器概述二极管泵浦20MW激光器(以下简称激光器)主要由激光器发射头、脉冲半导体激光器控制机箱及连接线缆组成。它可以实现高峰值功率、高光束质量的激光输出。其功能主要用于光电领域的应用。二、激光器主要技术指标1.输出波长激光器可以实现1064nm、532nm两种波长激光的切换2.峰值功率激光器的峰值功率≥20MW二、激光器主要技术指标3.发散角激光器的自然发散角小于6mrad（一般在5mrad与6mrad之间）4.重复频率激光器工作的重复频率在1Hz～30Hz，具有外时统编码功能二、激光器主要技术指标5.激光器脉冲宽度激光器脉冲宽度不大于10ns（一般在7ns左右）6.激光器供电激光器采用直流28V（波动范围26V～30V）供电，最大功耗不大于900W二、激光器主要技术指标7.激光器工作温度范围激光器正常工作温度范围为-10ºC～+50ºC8.激光器贮存温度范围激光器贮存温度范围为-35ºC～+55ºC三、激光器系统组成激光器主要由激光器发射头、脉冲半导体激光器控制机箱及连接线缆组成。其简单的组成示意图如下三、激光器系统组成激光器发射头激光器发射头是提供高重复频率、高光束质量激光输出的关键部件，它由聚光腔、激光晶体、二极管阵列、谐振腔镜和调Q器件组成，是整个系统的根本所在，直接影响着光电系统的作用效果。三、激光器系统组成脉冲半导体激光器控制机箱脉冲半导体激光器控制机箱为二极管阵列提供电功率，并通过二极管发光将电能转换成光能，用产生的光能泵浦激光工作物质，输出激光。四、激光器工作原理二极管泵浦20MW激光器采用二极管阵列作为泵浦源，可以有效地提高激光器的电光转换效率。同时该激光器摒弃了传统固体激光器的水冷方式，采用TEC加风扇的制冷方式，大大减轻了激光器系统的重量，增加了设备的灵活性。以下我们分两部分，也就是激光器发射头，脉冲半导体激光器控制机箱两部分来简单讲述一下激光器的工作原理。脉冲半导体激光器控制机箱工作原理工作原理框图如下激光电源工作原理•充电模块将供电电压转换为激光二极管的工作电压，然后经过整流滤波提供给由放电开关和LD组成的放电回路，最终实现稳定的电流输出。•在系统工作过程中，LD的热量通过热沉及绝缘层的导热被TEC吸收，经热电制冷效应又把热量移至TEC热端，再经各层的导热把热量传给散热器。散热器利用风扇的对流把热量散到环境中，维持TEC冷热端的温差小于一定值，保证TEC的制冷效果。激光器发射头工作原理激光器发射头的组成示意图如图所示1：全反镜；2：Q开关；3：偏振片；4：波片；5：触发盒；6：主波取样盒；7：航空插座；8、9：二极管泵浦腔；10：输出镜；11：倍频晶体；12：风扇；13：45度反射镜激光器发射头工作原理1、全反镜、二极管泵浦腔、输出镜构成光学谐振腔2、Q开关、偏振片、触发盒、波片组成电光Q开关3、倍频晶体，进行1064nm和532nm激光的切换五、激光器的安装与操作初始检查及连线：用户在收到经过长途运输后的产品时，首先应检查是否有部件损坏和插头松动。根据线缆以及机箱、机头上的标号，用线缆将控制机箱，发射头连接起来。控制机箱面板说明•电源开关：打开电源开关（即电钥匙），面板电源指示灯亮；•内外时统按键：按下按键，工作方式为内时统，按键弹出，工作方式为外时统；•工作按键：按下工作按键，激光器系统开始工作，工作指示灯闪烁；•选择按键：用于激光器参数的选择；•步增、步减按键：用来调节激光器参数；•设定按键：用来保存设置参数；•电源指示灯：控制机箱打开电钥匙启动后，指示灯亮；•工作指示灯：电源工作时，该灯按设置频率闪烁；•时统指示灯：外时统工作时，此灯灭，内时统工作时此灯亮；•故障指示灯：电源工作不正常时，此灯亮；•温度指示灯：热沉温度在正常工作范围内时，此灯亮；•电流显示屏：工作时显示激光器电流，在设置参数时，可以显示各个参数；•电压显示屏：激光器工作时，显示发光二极管的电压；•温度显示屏：显示二极管热沉的温度五、激光器的安装与操作操作步骤1、首先检查系统连线是否正确。2、打开控制机箱电钥匙，控制机箱启动，电源指示灯亮。电钥匙打开后，电流显示屏会显示控制机箱已经设置好的电流，温度显示屏显示当前二极管热沉温度，系统正常工作时，温度在38℃左右，热沉温度在正常工作范围内时，温度指示灯亮。3、按选择键，电流显示屏会依次循环显示各个参数值，我们在使用过程中，可以调节的参数只有两个，一个是电流，一个是频率，当选择电流时，显示屏数码管的首字母显示A，当选择频率时，显示屏数码管的首字母显示F，如图所示。此时可以通过步增、步减按键设置频率跟电流，然后按设置键保存。注意：电流的设定值不能超过75A，频率的设定值不能超过30Hz，一般情况下，出厂时，电流已经设定好，频率设定为20Hz。4、选择时统按键，时统按键按下为内时统，此时按下工作按键，激光器就开始工作，若时统键弹出，激光器工作方式为外时统，按下工作按键，激光器会按外时统频率工作。5、工作结束后，按下工作按键，工作按键弹出，激光器停止工作，然后关闭电钥匙。五、激光器的安装与操作在实际操作过程中，如果需要使用绿光，可以通过调试倍频拉杆来实现实现1064nm与532nm（绿光）两种波长激光的切换。六、激光器常见故障故障一激光器能量慢慢下降造成这种现象的原因有两个：1.光路系统中有些镜片有灰尘，这需要定期查看光路系统，擦拭有灰尘的镜片。2.激光二极管长时间工作后，效率降低。此时可以适当增加电流，来增大激光输出能量。六、激光器常见故障•故障二激光器急剧下降或者不出光此种现象有以下两种原因：1.激光器工作过程中突然不出光，但激光器工作指示灯闪烁，此时是调Q信号故障，需要更换有关器件。2.工作过程中，能量突然下降，以致不出光，此时主要原因是激光二极管温度过高，需关机，待两小时后，再开机看激光器是否正常。二极管温度过高时，控制机箱会自动停止工作，同时温度指示灯灭。六、激光器常见故障•故障三开机激光器控制机箱面板故障指示灯亮，控制机箱不能正常工作。出现此种现象，应该关闭电钥匙，过几分钟后再开机，如果还有故障，需联系厂家解决。七、激光器的日常维护与保养激光器在工作中应该注意的事项：1.激光器工作过程中，严禁直视激光。激光所对目标范围内，严禁站人。2.该激光器采用TEC制冷，靠风冷散热，在高温环境下热交换速率较低，可能会导致LD器件温度升高，输出能量下降。因此在高温环境下，激光器不宜长时间工作。七、激光器的日常维护与保养激光器在贮存运输过程中应该注意的事项1.激光器贮存的温度范围为：-35ºC～+55ºC。2.光学器件对环境洁净度要求高，尽量避免光学系统的镜片直接暴露在外面。3.激光器的二极管阵列在潮湿环境条件下，泵浦功率很容易下降，且不能恢复。故激光器不要在潮湿的环境下打开，尽量保存在干燥的环境里。4.要定期对设备加电检查。谢谢大家