CO2激光、Nd YAG激光和准分子激光熔覆特性的比较(3)

时间：2026-01-16

3种激光器的吸收率和加工精度依次是:准分子激光>Nd: YAG激光> CO2激光。CO2激光器适用于大功率、大尺寸,精度要求较低的加工和熔覆领域; Nd:YAG激光适用于中小功率、中小尺寸,精度要求较高的加工和熔覆领域;准分子激光器适用于小功率、小尺寸,精度要求很高的微纳加工、微电子业和生物医学领域。Nd: YAG激光的吸收率均约为CO2激光的3倍多,因此Nd: YAG激光比CO2激光更适用于激光熔覆和激光金属直接成形制造。

表3　几种常用金属对CO2、

Nd:YAG和准分子激光的吸收率

[8]

(%)

Table3　Absorptivityofsomekindsofmetalsincommon

useforCO2,Nd:YAGandexcimerlaser(%)

金属

AlFeCuMoNiAg

CO2激光(μ)

241451

Nd:YAG激光

(1106μm)

1035842253

激光>CO2激光。

11312　3种激光用于熔覆与焊接的平均输出功率和光斑直径

用于激光熔覆与焊接的CO2激光器的连续输出功率为015～10kW(最大为50kW)、光斑直径可达1～5

[9]

mm;而Nd:YAG激光的连续输出功率为012～2kW

[10]

(最大为4kW)、光斑直径可达0125～2mm。准分子激光器的单脉冲能量为1～350mJ、平均功率为5～20W(最大为200W)、光斑直径可达0102～1mm。11313　3种激光的光强空间分布

准分子激光

(0125μm)

186070605877

短,频率高,光子能量大,甚至可高于某些物质分子的结合能,可以直接深入到材料的内部进行加工,属于“激光冷加工”,适用于光化学沉积、激光刻蚀和氧化等。因为准分子激光的波长比CO2激光和Nd:YAG激光的波长要短得多,经聚焦后可以获得更小的光斑直径,达微米乃至亚微米尺度,具有更高的空间分辨率,因而从加工精度而言依次是:准分子激光由于激光器的内部结构不同而导致激光的强度空间分布不同。CO2激光、Nd:YAG激光空间分布横截面图为高斯形,矩形,1,2、、Nd:YAG激光器的加工效率。

[6]

2　CO2、Nd:YAG和准分子激光熔覆特

性的比较

211　Nd:YAG与CO2激光熔覆特性的比较

Nd:YAG激光器具有不同于CO2激光器的良好性

[11212]

能:①Nd:YAG激光器输出波长为1106μm,恰好比CO2激光波长1016μm小一个数量级,因而使其与

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图1　3种激光光强空间分布图

(a)激光光强空间分布图　(b)激光光强横截面分布图

Fig11　Lightintensityspacedistributionofthethreekindsoflasers

(a)spacedistributionoflightintensity　(b)crosssectiondistributionoflightintensity