激光器的输出特性讲解课件•激光器基本原理contents•输出特性参数介绍•影响输出特性因素分析•测试方法及评价指标•典型应用案例分析•总结与展望目录01激光器基本原理激光器工作原理010203受激辐射光放大形成激光在外部能量作用下，原子中的电子从高能级向低能级跃迁，同时发射出光子。发射出的光子在谐振腔内来回反射，不断诱发更多原子发生受激辐射，使光不断被放大。当光放大到一定程度时，从谐振腔的一端输出，形成激光。激光器结构组成工作物质激励源谐振腔提供产生激光的原子或分子体系，如固体、液体、气体或半导体等。为工作物质提供能量，使原子或分子发生受激辐射，如电激励、光激励、化学激励等。使光在腔内来回反射，不断被放大，并形成激光输出，通常由两个反射镜组成。激光产生条件及过程光学谐振腔提供光放大的场所，并对激光进行选模和限制，以保证输出激光的质量和稳定性。粒子数反转在工作物质中实现高能级粒子数多于低能级粒子数的状态，以保证受激辐射占主导地位。泵浦源为工作物质提供能量，使粒子数反转并维持，以保证激光的连续输出。02输出特性参数介绍输出功率与能量密度输出功率单位时间内激光器输出的能量，通常以瓦特（W）为单位。输出功率越高，激光切割、焊接等加工效率越高。能量密度单位面积上激光器输出的能量，通常以焦耳/平方厘米（J/cm²）为单位。能量密度越高，对材料的加工效果越明显，但也可能导致材料烧焦或变形。光束质量与发散角光束质量描述激光光束的聚焦能力和光斑大小的参数，通常用M²因子表示。M²因子越小，光束质量越好，聚焦能力越强，光斑越小。发散角激光光束从激光器输出后，在传播过程中逐渐发散的角度。发散角越小，光束的远距离传输能力越强，光斑的扩散程度越小。脉冲宽度和重复频率脉冲宽度脉冲激光输出时，每个脉冲的持续时间，通常以纳秒（ns）、微秒（µs）或毫秒（ms）为单位。脉冲宽度越短，激光对材料的热影响越小，加工精度越高。重复频率单位时间内脉冲激光输出的脉冲数，通常以赫兹（Hz）为单位。重复频率越高，激光加工效率越高，但也可能导致材料热积累过多而损伤。03影响输出特性因素分析工作物质选择对输出特性影响增益介质种类不同增益介质（如固体、气体、液体、光纤等）具有不同的能级结构和光谱特性，影响激光器的输出功率、波长和效率。掺杂浓度与晶体长度掺杂浓度和晶体长度影响增益介质的吸收和发射截面，进而影响激光器的阈值、斜率效率和输出功率。泵浦源选择对输出特性影响泵浦源类型不同泵浦源（如闪光灯、激光二极管等）具有不同的光谱特性、功率稳定性和寿命，影响激光器的输出功率、光束质量和稳定性。泵浦方式与效率泵浦方式（如端面泵浦、侧面泵浦等）和效率影响激光器对泵浦光的吸收和利用效率，进而影响输出功率和光束质量。谐振腔设计对输出特性影响腔型结构不同腔型结构（如平-平腔、平-凹腔等）具有不同的模式特性和光束质量，影响激光器的输出功率、光束发散角和光斑形状。反射镜与输出镜反射镜与输出镜的反射率、透射率、曲率半径等参数影响激光器的阈值、斜率效率和输出功率，同时也会影响光束质量和稳定性。04测试方法及评价指标光功率计测试方法介绍光功率计原理测试步骤注意事项基于光电二极管的光电效应，将光信号转换为电信号进行测量。校准光功率计、连接光纤、读取光功率值。保持光纤连接稳定、避免光源直接照射光功率计。光束质量分析仪测试方法介绍光束质量分析仪原理通过分析光束的远场分布，得到光束的质量参数。测试步骤安装光束质量分析仪、调整光路、采集数据、分析光束质量。注意事项保持光路稳定、确保光束质量分析仪的准确性和可靠性。评价指标体系建立评价指标选择根据实际应用需求，选择合适的评价指标，如光功率、光束质量、光谱特性等。权重分配根据各指标的重要性，合理分配权重，以体现各指标对激光器性能的贡献。综合评价将各指标的测量值与权重相乘，得到激光器的综合评价结果。05典型应用案例分析工业加工中应用案例激光切割123利用高功率激光束对金属、非金属等材料进行精确、快速的切割，具有切口平整、热影响区小等优点。激光焊接通过激光束的...
