二氧化碳激光器是目前連續(xù)輸出功率較高的一種激光，它發(fā)展較早，商業(yè)產(chǎn)品較為成熟，被廣泛應(yīng)用到材料加工、醫(yī)療使用、軍事武器、環(huán)境量測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域。在激光的發(fā)展和應(yīng)用方面，CO2激光器的制作和應(yīng)用較早也較多，早在1970年代末期，就有從國(guó)外直接進(jìn)口CO2激光器，從事工業(yè)加工和醫(yī)療等應(yīng)用。從80年代末期開始，CO2激光器被廣泛引進(jìn)并應(yīng)用在在材料加工領(lǐng)域。

 

　　近年來CO2激光加工設(shè)備雖然漸趨普及，但激光畢竟是一種新的工具，激光加工技術(shù)亦不同于傳統(tǒng)的加工方法，所以工業(yè)界在引進(jìn)使用CO2激光器的過程中，曾經(jīng)遇到各種各樣的問題，給很多廠商造成不少困擾。本文針對(duì)CO2激光器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用狀況及其演變作以分析，并提出在使用CO2激光器過程中，常面臨的一些問題，按照CO2激光器功率大小分類，闡述其在各個(gè)產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用狀況及演變情況，列舉CO2激光應(yīng)用者會(huì)面對(duì)的主要問題并加以分析，最后對(duì)CO2激光應(yīng)用的未來提出展望。

 

　　CO2激光器是一種比較重要的氣體激光器。這是因?yàn)樗哂幸恍┍容^突出的優(yōu)點(diǎn)：

 

　　第一，它有比較大的功率和比較高的能量轉(zhuǎn)換效率。一般的閉管CO2激光器可有幾十瓦的連續(xù)輸出功率，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他的氣體激光器，橫向流動(dòng)式的電激勵(lì)CO2激光器則可有幾十萬瓦的連續(xù)輸出。此外橫向大氣壓CO2激光器，從脈沖輸出的能量和功率上也都達(dá)到了較高水平，可與固體激光器媲美。CO2激光器的能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30～40%，這也超過了一般的氣體激光器。

 

　　第二，它是利用CO2分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷的，有比較豐富的譜線，在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出。近年來發(fā)現(xiàn)的高氣壓CO2激光器，甚至可做到從9～10微米間連續(xù)可調(diào)諧的輸出。

 

　　第三，它的輸出波段正好是大氣窗口(即大氣對(duì)這個(gè)波長(zhǎng)的透明度較高)。

 

　　除此之外，它也具有輸出光束的光學(xué)質(zhì)量高，相干性好，線寬窄，工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因此它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防上都有許多應(yīng)用，如應(yīng)用于加工(焊接、切割、打孔等)，通訊、雷達(dá)、化學(xué)分析，激光誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)，外科手術(shù)等方面。

 

　　多年來，我國(guó)國(guó)家科技計(jì)劃對(duì)軸流CO2激光器和橫流CO2激光器做了大量消化吸收工作。中、美、日、俄研發(fā)的橫流CO2激光器，成本低，功率大，但因光束質(zhì)量不是很好，主要用于再制造和熱處理。由德國(guó)開發(fā)的軸流CO2激光器由于光束質(zhì)量好，所以已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于激光焊接和切割。但是由于軸流CO2激光器造價(jià)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)費(fèi)高、運(yùn)行費(fèi)高，中小企業(yè)難以接受，導(dǎo)致其在推廣應(yīng)用方面進(jìn)展緩慢，因此軸流CO2激光器顯然不是我國(guó)CO2激光器發(fā)展方向。