激光加工工艺与设备实验指导书

《激光加工工艺与设备》实验指导书光电子与通信工程系激光教研室

目录

实验一激光打标机调光实验1

实验二激光打标机打标实验5

实验三激光焊接机调光实验6

实验四激光焊接机焊接实验8

实验五激光切割实验9

实验六激光雕刻实验10

实验一激光打标机调光实验

一、实验目的

能对激光谐振腔进行调整，最终调出激光（快速）并改变其方向与激光指示的光重合。

二、实验设备

供调光的三台腔体及可点灯连续激光器三台

三、实验操作过程

1．将声光Q开关及声光架移出, 调整谐振腔体

YAG晶体、氪灯、聚光腔体、全反射膜片及半反射膜片清洁好以后，即可进行谐振腔体的安装调整。具体方法是

1）首先，将清洁好的聚光腔体、YAG晶体及氪灯装回原位，启燃机内作指示光标用的He —He激光器。调整He—He激光器指示光轴与YAG晶体几何轴线同轴。当打开指示光开关，指示光发射出红光时，调整指示光架上的四个调节螺钉使指示光从YAG晶体几何中心线穿过。四个调节螺钉分别调节上、下、左、右四个方向。

2）将全反射膜片装回原位，调整全反射膜片的位置角度，使最亮的一个反射点与He—He 原光束点在截光屏上重合。截光屏可用一X白纸片代替，纸片与He—He激光束呈垂直放在扩束镜的入光面。当指示光穿过全反膜片，如果膜片平面不与指示光垂直，指示光就会有折射现象，用白纸片挡在全反膜片与YAG晶体之间，除指示光主光点外还有折射光点在白纸上，调节膜片架上的调整螺钉使折射光点与指示光光点重合。这时全反膜片的位置基本就确定了。

3）装上半反射膜片，调整膜片的位置及角度，使该膜片的反射光点与He—He激光原光束的光点及全反射膜片的反射光点在截光屏上重合。拿一X白纸，把白纸上打一小孔（比光点大2倍左右），将白纸放于输出镜与YAG晶体之间，使指示光从小孔穿过，光射到输出镜时，形成反射。这时除有主光点从小孔穿过外，还有反射光点在小孔四周的白纸上，调节膜片架上的调整螺钉使两个光点重合。

2．激光的调整

经过上述调整后，YAG晶体与膜片之间的位置已基本确定。开启激光电源开关，3～5秒钟后，按下RUN开关，待继电器吸合后，缓慢调整电位器旋纽，电流表显示12A左右即可。

这时取出随机配备的激光转换片，放在输出镜与扩束镜之间，如果有激光输出，转换片上有绿色光斑显现，分别反复调整全反射膜片和半反射模片的微调螺钉，直到将激光阈值达到最低，光斑调到最大、最圆为止。此时，谐振腔光振状态的调整工作即结束。

如果没有绿色光斑显现，可将电流加到15A左右，分别微调前后膜片架上的螺钉，看有没有绿色光斑显现。如果还没有，重复指示光调整步骤，最终使激光输出。

3．声光位置调整

激光调出后，关闭激光电源，将声光架用螺丝固定好，使指示光从声光窗口中心通过。开启激光电源点燃氪灯，将一白纸片插入输出膜片后方，缓慢调整声光架上螺钉（如图2-1-7），使声光绕光轴缓缓偏转，观察白纸上指示光的衍射点，当衍射光斑正负一级光斑相对自身最强时，在固定声光晶体。

四、作业

实验报告。

一、实验目的

学会使用激光打标机，能利用激光打标机对金属和非金属材料进行打标并对参数进行调整；能进行光学校正并理解其含义。

二、实验设备

YAG灯泵浦一体化激光打标机；半导体浦激光打标机；30W射频CO2激光打标机。

三、实验操作过程

1.开机并设置激光参数，找出激光在加工面上的焦点。

2.进行打标试验，并试着调整相关的参数观察效果。（具体参数调整方法见软件操作说明书）

3.进行光学校正。

四、作业

1、每小组制作名片一X。内容包括学校名称，系别，班级，第几小组等内容。

2、实验报告。

一、实验目的

学会脉冲激光的调光。

二、实验设备

激光焊接机四台

三、实验操作过程

1．主光路调整

（1）装配好激光器聚光腔后，先取下半反膜片座及全反膜片座。

（2）将小孔光阑分别套上晶体棒套两端，并将指示光调到与YAG晶体轴线同轴，即指示光同时透过晶体棒套两端的小孔光阑，并在白纸上呈现一个圆形的红色光斑，（将晶体反射到指示光滤光片上的点调至与滤光片上小孔重合为止）。将另一小孔光阑装入45º半反镜座小孔上，检查经过晶体的两端小孔光阑的指示光是否穿过反射镜小孔中心，即三个小孔是否成一条直线，若有所偏移，则分别调整45º半反镜座或聚光腔，直到三个小孔准直成一条直线。

（3）将半反膜片架装上导轨，锁紧后，并将指示光反射点调入晶体棒套一端的小孔光阑内。

（4）将全反膜片架装上导轨，锁紧后，并将指示光反射点调入晶体棒套另一端的小孔光阑内。

（5）取下三个小孔光阑。打开主电源，将激光输出能量调到较低值，微调全反膜片架，利用上转换片和曝光相纸进行观察，使激光光斑成规则的圆形。若光斑左右存在缺隙，则调整全反膜片架的右端调节螺钉。若上下存在缺隙，则调整半反膜片架的下端调节螺钉，直到光斑较圆，且激光能量分布均匀，激光与指示光同轴。此时，激光输出质量最好。

注意事项：

a) 调整全反膜片架和半反膜片架时一次调整幅度不宜过大。

b) 应在工作电压较低时进行调整。调整激光输出时，切勿将手触及氙灯

两端的电极，以免发生触电事故。

2．光纤传输激光光路调整

(1) 先调整4个45°反射座，让红光通过每个镜片的中心；

(2) 将45°反射镜反射的光点调至光纤输入耦合装置的孔中心处，均匀锁紧四周的固定螺钉。

(3) 将光纤观察镜放至光纤的同轴处，光纤输出端对着日光灯，观察光点是否在光点上，若不在，则调整45°反射角度，若光点较大或很模糊，则手动旋调光纤输入耦合装置，调整光纤与耦合装置之间的距离，将在光纤上的亮点调至最小最清晰位置为最佳。最后调整45°反射角度，将亮点调至光纤的中心处。且光纤输出端是实心的红光光点。

四、作业

实验报告