有時(shí)這難以實(shí)現(xiàn)，尤其是在緊湊型的雕刻設(shè)備中。
新的CO2激光器項(xiàng)目
明智的選擇是在經(jīng)典的折疊CO2激光器的諧振腔結(jié)構(gòu)中使用現(xiàn)代的材料（像碳纖維），這樣能實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定的諧振腔和接近完美的光束模式。碳纖維管的熱膨脹系數(shù)非常?。ㄐ∮?μm每米和開(kāi)爾文），尤其是設(shè)計(jì)得很好時(shí)，例如用加強(qiáng)有限元計(jì)算方法（FEM）來(lái)優(yōu)化熱力學(xué)行為的設(shè)計(jì)。
光束路徑優(yōu)化。定制的碳纖維光學(xué)元件用于實(shí)現(xiàn)激光諧振腔的高精度，以及設(shè)置聲光調(diào)制器和紅外（IR）照相機(jī)（PyroCams）的光束路徑，這樣能在線可視化光束模式。在聲光調(diào)制器的前面和后面放置的兩個(gè)PyroCams紅外照相機(jī)（圖4）能精確地測(cè)量鍺晶體的影響（特別是變形）。
優(yōu)化聲光調(diào)制器意味著，將激光光束進(jìn)行整形以在小的光斑和仍適合這種晶體的強(qiáng)度之間達(dá)到平衡。光斑越小，脈沖頻率就越高。必須在橫向和旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行優(yōu)化，這將會(huì)起到很大的作用，除非兩個(gè)平移運(yùn)動(dòng)和三個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的樞軸點(diǎn)可以轉(zhuǎn)移到晶體表面的入射光束的質(zhì)心。六軸以一種完美的方式實(shí)現(xiàn)了此功能，并允許在十分之幾納米范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。圖5展示了有六軸和可快速更換鏡片的碳纖維CO2激光器的中央諧振腔。在光束路徑上亮起了綠色的激光指示光束以進(jìn)行預(yù)校準(zhǔn)。
不用任何閉環(huán)調(diào)節(jié)就讓功率穩(wěn)定性提高了10倍。這對(duì)于高精度應(yīng)用是一個(gè)良好的基礎(chǔ)。甚至直接用于聲光調(diào)制器和諧振腔溫度調(diào)節(jié)裝置的熱電冷卻也提高了穩(wěn)定性。
應(yīng)用
對(duì)激光源進(jìn)行優(yōu)化后，功率穩(wěn)定性得到提高（小于±1%），并且光束模式接近完美的高斯形狀，因此將能獲得非常精確和高可重復(fù)性的雕刻結(jié)果（圖6）。
新的CO2激光器項(xiàng)目
明智的選擇是在經(jīng)典的折疊CO2激光器的諧振腔結(jié)構(gòu)中使用現(xiàn)代的材料（像碳纖維），這樣能實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定的諧振腔和接近完美的光束模式。碳纖維管的熱膨脹系數(shù)非常?。ㄐ∮?μm每米和開(kāi)爾文），尤其是設(shè)計(jì)得很好時(shí)，例如用加強(qiáng)有限元計(jì)算方法（FEM）來(lái)優(yōu)化熱力學(xué)行為的設(shè)計(jì)。
光束路徑優(yōu)化。定制的碳纖維光學(xué)元件用于實(shí)現(xiàn)激光諧振腔的高精度，以及設(shè)置聲光調(diào)制器和紅外（IR）照相機(jī)（PyroCams）的光束路徑，這樣能在線可視化光束模式。在聲光調(diào)制器的前面和后面放置的兩個(gè)PyroCams紅外照相機(jī)（圖4）能精確地測(cè)量鍺晶體的影響（特別是變形）。
圖4：碳纖維CO2 激光器，在聲光調(diào)制器的前面（藍(lán)色）和后面（黃色）有兩個(gè)紅外照相機(jī)。
六軸。鍺晶體聲光調(diào)制器能提供較好的性能，能達(dá)到甚至超過(guò)600W CO2激光器的功率，前提是激光光束模式接近高斯形狀。如果功率太高，尤其是如果在晶體表面出現(xiàn)熱點(diǎn)，就會(huì)很容易損壞。優(yōu)化聲光調(diào)制器意味著，將激光光束進(jìn)行整形以在小的光斑和仍適合這種晶體的強(qiáng)度之間達(dá)到平衡。光斑越小，脈沖頻率就越高。必須在橫向和旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行優(yōu)化，這將會(huì)起到很大的作用，除非兩個(gè)平移運(yùn)動(dòng)和三個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的樞軸點(diǎn)可以轉(zhuǎn)移到晶體表面的入射光束的質(zhì)心。六軸以一種完美的方式實(shí)現(xiàn)了此功能，并允許在十分之幾納米范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。圖5展示了有六軸和可快速更換鏡片的碳纖維CO2激光器的中央諧振腔。在光束路徑上亮起了綠色的激光指示光束以進(jìn)行預(yù)校準(zhǔn)。
圖5：CO2 激光器有著碳纖維諧振器和能優(yōu)化位于其上的聲光調(diào)制器的六軸。
實(shí)驗(yàn)證明了聲光調(diào)制器移位和傾斜的較大公差，以及對(duì)光束模式的高敏感性。不良的模式會(huì)即刻導(dǎo)致光束的嚴(yán)重變形，可以通過(guò)將聲光調(diào)制器之后的PyroCam得到的結(jié)果和前一個(gè)結(jié)果進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)這一變形。不用任何閉環(huán)調(diào)節(jié)就讓功率穩(wěn)定性提高了10倍。這對(duì)于高精度應(yīng)用是一個(gè)良好的基礎(chǔ)。甚至直接用于聲光調(diào)制器和諧振腔溫度調(diào)節(jié)裝置的熱電冷卻也提高了穩(wěn)定性。
應(yīng)用
對(duì)激光源進(jìn)行優(yōu)化后，功率穩(wěn)定性得到提高（小于±1%），并且光束模式接近完美的高斯形狀，因此將能獲得非常精確和高可重復(fù)性的雕刻結(jié)果（圖6）。
圖6：高精度和高可重復(fù)性的激光雕刻。
