快轴流Co2激光器。快轴流CO2激光器是20世纪70年代初开发成功的一种高功率激光器，由于具有优异的光束质最和相对较小的体积，迅速成为了激光材料加工系统的首选激光源，并得到了普及和发展，现在已经发展为第兰代产品。第一代采用罗茨风机(Roots-Blower)产生快轴流和内置电极放电管的结构设计，这

种结构的放电气流回路中由于有罗茨泵，所以不可避免地产生了油污染、气体分解、电极溅射等一系列间题。此外，罗茨泵的质量不稳定，故障率较高。为克服这些影响稳定运行的问题通常采取自动充排气等一系列补救措施，因此轴流激光器结构复杂，运行可靠性较差，且氦气(He)消耗量大导致运行成本很高(气体成本30-40元/h)。第二代为高速旋转的涡轮风机产生快轴流和内置电极放电管设计，基本上消除了放电气流回路中的油污染，改善了部分性能。第三代为涡轮风机和外置电极射频放电，消除了油污染和电极溅射问题，是目前最先进的轴流激光器，国

际上正在推广使用。轴流co2激光器的主要问题是技术复杂、可靠性较差、生产成本和运行成本较高,其最大优点是光束质量好，可以进行精密切翻、焊接、打孔等加工，加工范围很广。迄今为止,国际上0.5-4kW的Co2激光切割系统几乎全部选用快轴流Co2激光器。

   a.快轴流CO2激光器的基本结构。快轴流CO2激光器的主要结构由于激励方式的不同有多种形式。图4.1是直流激励快轴流Co2激光器的结构示意图，激励源是高压直流电源。电极位于放电管内，通过涡轮风机或者罗茨泵带动气体在循环系统中进行高速流动。图4.2是射频激励快轴流CO2激光器结构示惫图，激励源是射

频电源，电极位于放电管外。图示两种放电形式的激光器在结构上大体相同，都是由放电管、谐振腔、激励电源、高速风机和热交换器组成的，气流方向和激光器输出方向一致,都是商用激光器常见结构。

   b.快轴流co2激光器的输出特性。快轴流CO2激光器与其他类型的激光器相比，最大的特点是光束质量好,通常在2kW以下均可以基模(TEm00)输出,更高的功率也多为低阶模输出。这一特性使其在激光加工中比其他种类的激光器更具有优势。此外快轴流激光器的转换效率也是自持放电Co2激光器中最高的，通常可以达到15%以上。可通过优化工作气体的配比，调整气压，选择透镜的最佳透过率等获得最佳的电光转化效率。快轴流CO2激光器可实现连续、脉冲和超脉冲激光输出。

   C.快轴流CO2激光器产品。