二氧化碳激光器发展现状

　　二氧化碳激光器是目前连续输出功率较高的一种激光，它发展较早，商业产品较为成熟，被广泛应用到材料加工、医疗使用、军事武器、环境量测等各个领域。以下对二氧化碳激光器发展现状进行分析。

　　二氧化碳激光器是以CO2气体作为工作物质的气体激光器。放电管通常是由玻璃或石英材料制成，里面充以CO2气体和其他辅助气体(主要是氦气和氮气，一般还有少量的氢或氙气)。

　　二氧化碳激光器优点

　　一、它有比较大的功率和比较高的能量转换效率。一般的闭管CO2激光器可有几十瓦的连续输出功率，这远远超过了其他的气体激光器，横向流动式的电激励CO2激光器则可有几十万瓦的连续输出。此外横向大气压CO2激光器，从脉冲输出的能量和功率上也都达到了较高水平，可与固体激光器媲美。CO2激光器的能量转换效率可达30～40%，这也超过了一般的气体激光器。

　　二、它是利用CO2分子的振动-转动能级间的跃迁的。有比较丰富的谱线，在10微米附近有几十条谱线的激光输出。近年来发现的高气压CO2激光器，甚至可做到从9～10微米间连续可调谐的输出。

　　三、它的输出波段正好是大气窗口(即大气对这个波长的透明度较高)。除此之外，它也具有输出光束的光学质量高，相干性好，线宽窄，工作稳定等优点。因此它在国民经济和国防上都有许多应用，如应用于加工(焊接、切割、打孔等)，通讯、雷达、化学分析，激光诱发化学反应，外科手术等方面。

　　二氧化碳挑战竞争

　　在工业应用方面，高功率光纤激光器以更低的成本提供更高的效率和更好的金属吸收。然而，CO2激光器仍然是处理许多不吸收光纤激光器的NIR波长的非金属材料的唯一选择。

　　量子级联激光器尺寸小巧并且波长可以跨越2-12μm，非常适合应用于光谱学。然而，在8-12μm的长波红外(LWIR)频段中，许多传感和光谱敏感的工业和医疗应用需要高功率、光谱纯度、优异相干性和稳定的空间模式相结合，而这种需求惟有CO2激光器可以提供。

　　除了技术挑战，主要来自中国不断扩大的激光产业，已经推动价格走到低谷。标准二氧化碳激光器正在成为一种纯粹的商品，进入市场和利润率迅速下降。就在三年前，中国公司以4500美元购买美国制造的30 W二氧化碳激光器。而现在，中国激光制造商已经带着自己的2000美元二氧化碳激光器进入市场参与竞争。

　　在制造方面，这种新范式利用CO2激光器宽范围规格紧密匹配特定的客户要求。在营销方面，由原来的按平均功率订价的方式转向客户特定方案订价，如脉冲整形、峰值功率、波长特征以及运作稳定性匹配特殊材料及应用需求。

　　在二氧化碳激光器发明以来的几十年中，成千上万的二氧化碳激光器被用于医药、制造和科学研究，从中国高速生产线上为水瓶打印四位代码，到德国奔驰汽车的零部件焊接。随着光纤激光器在类似应用中的普及以及量子级联激光器(QCL)正在创造的新领域，CO2激光器仍将是市场上最广泛使用的激光器之一。以上就是笔者给您分析的二氧化碳激光器发展现状了。

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