选购指南

氦氖激光器输出功率稳定性

氦氖激光器标称功率与峰值功率

外腔氦氖激光器谐振腔与布氏窗的密封

外腔氦氖激光器谐振腔调节装置

 氦氖激光器与激光电源的连接

半外腔式氦氖激光器

氦氖激光电源

激光器的纵模间隔

激光器的横向模式

氦氖激光器的型号命名

内腔式氦氖激光器A型

内腔式氦氖激光器B型

数字显示氦氖激光功率计

氦氖激光功率计

 

 

 

外腔式大功率氦氖激光器系列

 

 

    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。  氦氖激光器与电源(点击图片放大)

    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。

   本系列氦氖激光器可根据用户需要在激光器谐振腔内加装标准具F-P,使激光器实现单频(纵模)激光输出,相干长度可从几十厘米增加到十几米。

    

1000型氦氖激光器输出功率8小时监测记录(点击图片放大)

说明:图下半部分的记录曲线是图上半部分记录曲线(功率轴)的放大。

 

 外腔式氦氖激光器结构图     

外腔式氦氖激光器参数:

型号

400 600 1000 1500

2000

波长 632.8nm
放电管长度 400mm 600mm 1000mm 1500mm 2000mm
标称功率 9mW 18mW 40mW 60mW 80mW 100mW 130mW
实际功率(mW) 9~11 18~22 40~45 60~65 80~90 100~110 130~140
开机5分钟 输出功率标称功率90%
开机30分钟后 输出功率稳定度≤±2.5% /小时
开机1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
横向模式 TEM00
使用寿命 15000小时
纵模间隔 280MH 200MH 130MH

90MH

70MH

偏振(方向) 1000:1(垂直或水平)
  光束直径  (在1/e2处) 0.7mm 0.9mm 1.1mm 1.6mm 2mm
光发散角 1mrad 0.9mrad 0.7mrad 0.7mrad 0.5mrad
工作电流(mA) 7~10 812 1015
电源功耗 50W 60W 80W 120W
激光器尺寸㎜3 565×115×90 765×115×90 1165×115×90 1655×115×95 2185×120×95
激光器重量 5kg 7kg 9kg 13kg 20kg
电源尺寸 180×170×50 230mm×230mm×90mm
电源重量 1.5kg 3
安装尺寸(A 390mm 680mm 980mm 1110mm 1680mm
安装尺寸(B 64
安装尺寸(C 64±4㎜(可调)

相干长度

世界上没有一家氦氖激光器生产厂家标注其生产的氦氖激光器的相干长度。 同一型号规格的氦氖激光器有的用户测出的相干长度是20多厘米,而有的用户测出的相干长度是1米多。影响氦氖激光器相干长度的因素很多,光程差的精确测量计算、激光器使用环境的影响:震动、气流通过光路、声波干扰以及温度变化而引起周围空气密度变化等等…都会影响氦氖激光器的相干长度。只有方方面面的因素都考虑到排除各方面的干扰,才能得到较长的相干长度。这是个技术活 。

 

附:外腔氦氖激光器选购指南

 

1外腔氦氖激光器的型号命名

    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。

2、外腔式氦氖激光器的结构与输出功率的稳定性

    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最大且稳定,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(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

    保温型激光器支架结构(见图七),是用截面L形型材或杆形等形状的高级合金钢作激光器支架,谐振腔(输出镜与全反镜)调节架安装在激光器支架两端,放电管 支架安装在激光器支架中间,激光器支架安装在外壳中,外壳上盖板与下底板有散热孔。由于采用了低膨胀材料,激光器支架热变形小,当放热与散热达到平衡后,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,此结构激光器体积小,重量轻,输出功率稳定性高,是现在欧美氦氖激光器生产厂家普遍采用的结构。

3、外腔式氦氖激光器谐振腔调节装置

    国产的外腔式氦氖激光器谐振腔调节装置有二种。

    一种是用现成的二维调节架(见图六),买来后直接安装在激光器支架上,此种二维调节架调节螺丝螺距是0.5mm,调节时调节螺丝稍动一点输出功率起伏就很大,且不可锁定。其定片(调腔架)与动片(调腔板)是靠四只拉簧相连,当震动较大时(运输、搬动)动片会滑动,谐振腔易失调、不出光。

    另一种是为激光器谐振腔调节而制作,采用差动螺丝(图七),有粗调、细调,粗调螺距是0.75mm,调节范围较大,主要是安装维修时不出光调光用,且可锁定不动。细调螺距是0.05mm,调节范围较小,调节时输出功率起伏较小,其定片与动片有三只螺丝相连,有较大震动动片也不会滑动。

    外腔式氦氖激光器谐振腔调节螺丝手柄有外置与内置二种

    对于谐振腔经常需要调节的外腔式氦氖激光器,如激光器输出功率有慢漂移的,震动易使谐振腔失调的,谐振腔调节螺丝置于激光器外部(见图五、图六),便于调节。对于谐振腔不需要经常调节的外腔式氦氖激光器谐振腔调节螺丝置于激光器内部(见图七),需要调节时可通过调节孔可用螺丝刀调节。谐振腔调节螺丝置于激光器内部,可避免在人多手杂的实验室,特别是对学生开放的实验及在搬动时不小心碰到调节螺丝使谐振腔失调。

    谐振腔采用差动螺丝粗调可锁定的外腔式氦氖激光器,其谐振腔后端(全反镜调节)在出厂时调好锁定后封闭。这对用户来说少了一个故障点。谐振腔采用二维调节架的,后端全反镜调节是不封闭的。

4、外腔式氦氖激光器布氏窗与谐振腔的密封

    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。此方法密封性最好,无后顾之忧

5、氦氖激光电源

    外腔氦氖激光器电源从电路上可分为变压器电源和开关电源 两种。

  变压器电路激光电源(国内延用二、三十年,国外早已淘汰)电路较简单(见右图二、三、四),做了精致点的带控制电路。由于激光电源对变压器绝缘要求高,且变压器电源冲放电工作于工频段,因此变压器电源成本高(主要是变压器、控制电路元件,且易发热损坏),效率低,份量重,体积大。

    开关电路激光电源电路较复杂(见 右图五),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

 


公司地址:上海虹古路377弄9号101室 邮编:200336 电话:021-62421576  13916043522

沪ICP备06021271