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本系列外腔式氦氖激光器采用杆形的高级合金钢作激光器支架的纵向部件(保温型结构),用铝板做外壳。使激光管产生的热量对安装谐振腔的激光器支架热变形影响很小,预热时间很短,铝板外壳能使激光器支架保持一定温度不变,使激光器输出功率达到长时间稳定。激光器外壳接地,手碰激光器外壳无静电感应的刺痛感。本系列外腔氦氖激光器体积小,重量轻,输出功率稳定性高。
本系列氦氖激光器的激光管布氏窗与输出镜、全反镜之间用模具成型的耐老化的硅胶套密封(见下图),富有弹性的硅胶套一头紧扣激光管,另一头紧扣镜片(输出镜 、全反镜)座,避免了用户在使用过程中因灰尘、潮气污染布氏窗、输出镜、全反镜而造成的激光输出功率下降。
本系列氦氖激光器谐振腔的输出镜、全反镜调节采用差动螺丝,粗调(螺距0.75㎜)调节范围大,可锁定。细调(螺距0.05㎜)调节范围小,调节时输出功率起伏较小,调节时不易出差错。谐振腔的调腔架(定片)与调腔板(动片)之间有三只螺丝相连,激光器受到震动或搬动时调腔架与调腔板不会有相对滑动,激光器受震动或搬动输出功率不会受影响。激光器的前端(输出镜)调节螺丝置于激光器内部,需要调节时可用螺丝刀通过输出镜调节调节(通常不用调节)。激光器的后端(全反镜)调节螺丝调好后锁定封闭。
本系列采用开关电路激光电源,体积小,份量轻,可靠性高,并装有散热风机,可每天24小时常年连续运行。
外腔式氦氖激光器参数(1):
|
外腔式氦氖激光器参数(2):
1500 |
2000 | ||||
波长 |
632.8nm | ||||
放电管长度 |
1500mm |
2000mm | |||
标称功率 |
60mW |
75mW |
65mW |
80mW |
90mW |
实际功率(mW) |
60~65 |
75~85 |
65~70 |
80~90 |
90~100 |
开机3分钟 |
输出功率≥标称功率90% |
预热30分钟 | |||
开机2小时内 |
输出功率稳定度≤±2.5% /小时 | ||||
开机2小时后 |
输出功率稳定度≤±1%(长时间) | ||||
连续开机 |
可每天24小时常年连续运行 | ||||
TEM00 | |||||
使用寿命 |
≥15000小时 | ||||
90MH |
70MH | ||||
偏振比(方向) |
1000:1(垂直或水平) | ||||
光束直径 (在1/e2处) |
≈1.6mm |
≈2mm |
≈2.3mm | ||
光发散角 |
≤0.7mrad |
≤0.7mrad |
≤0.5mrad | ||
工作电流(mA) |
10~15 | ||||
电源功耗 |
80W | ||||
激光器尺寸㎜3 |
1655×115×95 |
2185×120×95 | |||
激光器重量 |
13kg |
20kg | |||
电源尺寸 |
230mm×230mm×90mm | ||||
电源重量 |
3㎏ | ||||
安装尺寸(A) |
1110mm |
1680mm | |||
安装尺寸(B) |
64㎜ | ||||
安装尺寸(C) |
64±4㎜(可调) |
外腔氦氖激光器选购指南:
外腔式氦氖激光器有两种命名方式,即根据外腔式氦氖激光器的放电管长度命名与外壳长度来命名两种。如一款外腔式氦氖激光器其放电管长度为1000mm,其外壳长度为1200mm左右,侧根据其放电管长度命名为1000型 ,根据其外壳长度命名为1200型。
外腔式氦氖激光器的输出镜、全反镜安装在谐振腔调节架上, 放电管安装在放电管调节架上(见图二),谐振腔调节架安装在激光器支架两端,放电管调节架固定在谐振腔调节架之间的激光器支架上 。而不同结构的氦氖激光器支架其谐振腔调节架及放电管调节架与激光器支架连接(安装)方式是不同的。
(图二)外腔式氦氖激光器原理图
当激光器工作时,谐振腔的输出镜及全反镜互相平行且与调直的放电管垂直,并保持不变时激光器输出功率zui大且稳定,当谐振腔的输出镜及全反镜互相平行且与调直的放电管垂直的状态发生变化,激光器输出功率会产生波动,输出功率会下降,严重时不出光。
引起输出镜及全反镜互相平行且与调直的放电管垂直状态发生变化的,是激光器工作时放电管产生的热量,放电管产生的热量引起安装着谐振腔输出镜、全反镜的激光器支架热变形,使谐振腔输出镜、全反镜 互相平行与放电管垂直状态的发生变化。因此,激光器支架热变形的大小决定了激光器的稳定性高低。
按激光器工作时放电管产生的热量对激光器支架不同的影响,激光器支架可分为散热型激光器支架、隔热型激光器支架、保温型激光器支架三种结构。
(图五)散热型激光器支架结构
散热型的激光器支架结构(见图五),是用两块厚铸铝板(约20mm左右)作激光器支架,谐振腔(输出镜与全反镜)调节架安装在两块厚铸铝板两端,放电管支架安装在两块厚铸铝板之间,上盖板与下底板有散热孔。由于两块厚铸铝板有一定厚度(重量),当激光器工作时厚铸铝板(激光器支架)升温较慢,且两块厚铸铝板外侧也可散发一定热量,其热形变也较慢,短时间激光器输出功率无大起大落,但激光器输出功率始终有明显慢漂移。上世纪六十年代激光产业化初期美国有公司的氦氖激光器采用此结构。
(图六)隔热型激光器支架结构
隔热型激光器支架结构(见图六),用槽钢或钢管等作激光器支架,谐振腔(输出镜与全反镜)调节架安装在激光器支架两端的上部,放电管支架安装在激光器支架上部、输出镜与全反镜之间。激光器支架与放电管之间用二层板半隔离,机壳上盖与底板有散热孔。此结构放电管产生热量对激光器支架影响较小,但机壳外形体积较大。
(图七)保温型激光器支架结构
外腔式氦氖激光器谐振腔的输出镜、全反镜与布氏窗之间的密封是很重的,如密封性不好,会造成在使用过程中输出功率不断下降。由于静电作用,放电管极易吸灰,灰尘、潮气会污染布氏窗、输出镜、全反镜。布氏窗与输出镜、全反镜之间的密封有:
用无弹性的圆筒状部件(如涤纶薄膜卷成的圆筒等)套在布氏窗与输出镜、全反镜之间,此方法密封较差。
用乳胶指套套在布氏窗与输出镜、全反镜之间的,但乳胶指套几个月就老化了,乳胶指套要经常换(但这活不好干,且并不是换个乳胶指套就完事了)。
用模具成型耐老化的硅胶套紧扣在布氏窗与输出镜、全反镜之间的。此方法密封性zui好,无后顾之忧
开关电路激光电源电路较复杂(见上图五),由于其体积小,份量轻,效率高(冲放电频率几十KC),可靠性高 ,故障率低,输出电流恒定,现在被越来越多的激光器制造商采用。开关电源技术含量高,激光器整机制造商自己不能生产,通常向专门从事生产开关电路激光电源的公司订购(定制),因此相对于激光器整机制造商自己制造倍压整流电路与变压器电源来讲,使用开关电路电源成本高
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