连续激光(CW)与准连续激光(QCW)对比


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CW与QCW的区别




 CW激光器:CW是“continuous wave”的缩写,即连续波激光器。它是通过持续的激发能量来实现激光输出的,意味着激光一直保持开启直到停止。CW激光器通常具有较低的峰值功率和较高的平均功率

      

如图1,连续激光就是可以持续不间断出光的激光器,统称连续激光,一般常见的金属切割、铜铝的焊接都是连续激光,应用最为广泛。连续激光器工艺调试主要的参数有:功率波形、离焦量、芯径光斑、速度;

      

如图2,单模连续激光高斯能量分布示意图,表示一束激光的截面的能量分布,中间能量最高,外围依次降低,呈高斯分布(正态分布)。


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 QCW是“quasi-continuous wave”的缩写,即准连续波激光器。脉冲激光器图a所示,通常激光是一个断续出光的过程;图b为激光能量分布,相比单模连续激光,QCW的能量分布更为集中,意味着QCW有着比连续激光器更大的能量密度(穿透能力更强),反映到金相上就是有更大的熔深穿透能力,打出来的金相类似钉子,深宽比较大QCW的高峰值激光功率、高能量密度使得QCW在高反合金、热敏感性材料、微连接上有巨大优势;图c为不同频率的脉冲激光器焊接示意图,可以看出脉冲焊接较为稳定,几乎没有飞溅[1]。

       

QCW激光器主要应用了一种类似调Q的技术,后续单出一篇介绍。调Q是一种获得高能量短脉冲的有效方法,它是将一般输出的连续激光压缩到宽度极窄的脉冲中发射,从而使光源的峰值功率提升几个数量级的一种技术。    在调Q过程中,增益介质在存储到足够多的能量之前,整个激光器谐振腔保持较高的腔损耗,此时激光器由于阈值太高,不能产生激光震荡,使得上能级粒子数可以大量积累,当积累到饱和值时,腔损耗迅速降低至一个很小的值,于是在短时间内大部分上能级粒子储存的能量转变为激光能量,在输出端产生一个强的激光脉冲输出。

       

打个比方:类似圆鼓鼓的气球直接放开气嘴,缓慢持续放气叫连续激光,调Q则是把气球加压一下挤爆瞬间放气,连续和QCW大致就是这个情况。

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