最近又到手一台大功率激光泵浦头，搞起，做激光这个计划已经过去一个多月了，在坛里买了一台很大的大功率激光泵浦头7*155的棒子， 但是这台激光灯管坏了， 换了新灯管，但是还缺两个板接式的水冷头，打算重新设计水冷头，出图去加工回来，但苦于没有时间，一直没空，图也还没画好，所以这个要搞的话不知道要拖到什么时候了， 最近到工厂里拆了台激光焊接机，到手一台更大的激光泵浦头，陶瓷椭圆的谐振腔，灯也是好的，非常重，有20多斤重，可以直接搭起实验了，那个黄金腔体的激光头先不搞了，这个先目睹为快吧，若有不足之处，欢迎指导批评！

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实验注意事项及防护措施
Nd：YAG激光属于1064nm 不可见红外激光，非常危险

1，实验时必须佩带专业的指定激光波长的防护护目镜
2，装置不得布置在周围有易燃易爆物的地方，可配备灭火器
3，闲杂人等不得靠近，不得围观，时常有人来往的地方应设立激光及高压危险警示牌
4，电源高压危险

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Part1
1，原理
激光产生的原理和特点就不详解了，网上一搜一堆，坛友也发过一个很详细的帖子， 但是大概的提一下吧。
（1）工作物质
只有能实现粒子数反转的物质才能作为激光的工作物质。在Nd:YAG 激光器中 ，其工作物质是一根Nd:YAG——掺钕钇铝石榴石  晶体棒 ，棒的两端面严格平行且垂直于棒轴
（2）谐振腔
主要作用是使工作物质所产生的受激发射能建立稳定的振荡状态，从而实现光放大。
（3）激励能源
其作用是把工作物质中多余一半的原子从低能级激发到高能级上去，实现工作物质粒子数反转，也就是所说的泵浦啦，这里用的是光激发，陶瓷椭圆谐振腔里将光反射到YAG棒子上
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2，激光加工的运用及特点
做一个东西出来，要有用途，没有用途做出来就没有意义了。
（1）加工范围广
几乎能加工任何金属和非金属材料，能加工高熔点材料，耐热合金，玻璃、陶瓷、宝石、金刚石、等硬脆材料以及高强度高韧性材料
（2）操作简单方便
激光加工不需要加工工具及刀具，不存在刀具损耗问题，也不需要特殊工作环境，还可以在任意透明环境中操作，如在空气中，惰性气体中、还可以透过电子管玻璃加工电子管内部
（3）适用于精密微小加工
激光聚焦后的光斑直径很小，能形成极细的光束，可以加工细微孔，激光无机械接触，工件几乎不受切削力，能加工刚度较差的零件
（4）能量密度高度集中
加工速度快，效率高，可减少热传导发散带来的热变形，对具有高热传导和高反射率的金属或合金，激光加工效率就低了，比如铜和铝，这个问题后面会验证给大家看
（5）激光不需要过分靠近难于接近的地方去进行加工，甚至可以利用光导纤维进行传导加工，这就是光纤激光器
（6）可控性好，易于实现自动化。例如激光装在机械手上进行薄壁曲面的焊接；将数控龙门式的电主轴改为激光头，就是数控激光切割床，能加工一定厚度的钣金件，加工圆孔，方孔，异形孔等；以圆柱坐标系为系统的数控激光切割能加工任意形状的管材，能将管材割出不同形状的断面。

上图

1，分析方法

YAG激光的典型结构


调试原理见图
棒子和镜片尽量保持在同一中心轴线上，理论上是这样说，实际上是不可能做到的，因为误差是不可消除


误差产生的原因及出现何种现象
注：示意图采用夸张化的表达方式



若有偏差，实际上大概是这么一个情况，将光斑投影到墙上或者投影屏上，你会发现出现很多光斑

大概是这样


关于全反镜片半反镜片的参数和安装，全反镜表面是有曲率弧度的，去购买镜片时常见的有 R-1000，R-2000的全反镜片，这个参数也是全反镜片的焦点，这里以R-1000的为例，采用夸张的表达方式，光在这里不断来回反射，每次反射会经过棒子，不断地进行光放大，当光累计超过一个阈值时，由半反镜输出激光
所以，镜片安装对里激光棒的端面的距离没有严格要求，合适就行，理论上全反镜离棒子远点，激光输出发散就小点，但实际上看不出，如果R值大点，激光输出也是发散小一点的，但也不要太远了


但实际情况要复杂很多，以上分析是有很多实际因素没有考虑进去的

调试总结：
初中几何知识，自己去体会吧，就不多说了
总结一句话：两镜片端面和YAG棒端面平行，与轴线垂直，两镜片中轴线和棒子中轴线全部重合在同一直线上

2，调试
以半导体YAG激光为例，其方法都是一样的，上次DIY的75W半导体激光拆了，再重新装一遍说一下

改装的激光电源做测试， 太乱了



这里说一下激光调整镜架，二维和四维调整镜架是怎么回事：物体在空间中有6个自由度，分别是X、Y、Z 方向的移动和X、Y、Z 轴线上的转动， 按照自由度限制原则， 一个大平面能限制3个自由度，一个小平面能限制两个自由度， 一个点能限制1个自由度： 二维镜架只有2个旋转自由度，而四维镜架有2个旋转自由度和2个移动自由度


安装红光指示器
由于指示器装不上去，直径相差太大，我又去车了个铜套回来装








红激光指示器，安装在4维调整镜架上， 调整的过程全靠它，它可以比喻成中轴线，理论上的中轴线是不存在的，而利用红光指示器可以让中轴线“看得见摸不着”


测量好激光棒的中心高度，这个激光头的激光棒中心高度我测得是40mm


测量好镜架中心高度，或者由卖你镜架的商家提供给你都行，我的镜架中心高度是30mm ，再测下给大家看， 30mm， 如果不够怎么办，自己想办法吧。。。哈哈


不够当然加垫块，加够


做实验，方便就行，直接胶水粘其固定


点亮红光指示激光器


安装泵浦头，调整镜架激光要能顺利过棒子哦，为了能看得到看得明显，我特意粘上胶带


激光出来


装全反镜，调试


看到有两个光斑，要调， 调到光斑全部重合到一个上就OK


调好后通电的效果


就这点东东了



最后看看光斑



实验一下，如果全反镜靠近一些会出现什么情况


再看看这时的光斑，感觉光斑是有点变大了，改变距离短了点，只是变化不太明显



Part2
开始安装大型激光了，

所需器材












激光棒，φ8*165 ，的激光棒



水泵和水箱制作

买了个盒子， 开孔，用铁皮做一圈，烧红一烫就可以开孔了





激光电源
这个我花了一天时间才修好的，又花了1天时间研究了下怎么启动



然后制作激光器的架子

CAD出图






去加工，师傅没空， 自己动手加工了，就钻孔而已，把零件做回来组装









电源调试中，刚开始用小电容试，用隔离变压器充电


调光


调好了的样子





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