激光加工机的光学系统--激光束传输.聚焦和观察系统 tda8361激光基础知识
机械研究与应用1.1 激光的产生
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三要素：1.具有亚稳态能级的激活介质——激光工作物质；
3.激光谐振腔——多次光放大维持激光振荡；
1.2 激光光束的特性
1）高光亮度——激光束发散角很小，光能量集中，光强度很高例如：太阳光亮度 3 x 102 W / (cm2.sr) ；气体激光器的光亮度106W / (cm2. sr)；固体激光器的光亮度可达1011W / (cm2.sr)； 若进一步将激光束聚焦（空间上集中）或压缩脉冲宽度（时间上集中），则激光束更有极高的光亮度
2）高方向性——由于谐振腔对光束方向的限制，激光束发散角很小。例如He-Ne 激光器的发散角10-1 mrad; 固体激光器的发散角1－10 mrad（毫弧度）
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3）高单性——激光的谱线宽度极窄——准单光；若进一步采用稳频和选取单一纵模，更可大大压缩谱线宽度，可视为单波长。
4）高相干性——由于激光的谱线宽度极窄，传播中能产生相干的两点的时间间隔很大（时间相干性好）；又激光发散角很小，方向性很高，激光束波前面内任意两点均相干（空间相干性好）
1.3激光器的输出特性
1）激光波长——激光器输出准单光；
不同激光器输出激光波长不同，材料吸收特性各不同；对不同材料用不同的激光来加工。
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2）激光输出的能量和功率
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连续激光: 激光功率P = 激光能量/ 秒
脉冲激光: 峰值功率P
= 脉冲能量E / 脉冲宽度T
m
脉冲激光: 平均功率P=脉冲能量E x 脉冲频率f
3）激光束的空间分布特性——
基模（TEM00）高斯光束——光场振幅按高斯函数分布；
振幅值下降到1/e(=0.368)强度下降到中心强度1/e2 的光斑宽度定义为光斑半径；对应的全角宽度定义为光束发散角；
为了改善发散角可用小孔选模，非稳腔选模，拉长谐振腔等方法
高斯光束的参数：
束腰；
等相位面；
发散角；
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