1. 研究目的与意义
目前用于激光切割的大功率CO2激光器主要有轴快流直流激励CO2激光器、轴快流射频激励CO2激光器和扩散冷却射频激励板条CO2激光器几种，与国外激光器相比，国产轴快流直流激励CO2激光器存在着工作稳定性差、故障率高等缺点，具体表现在谐振腔、高压电源、气体单元、控制系统等诸多方面；另外，在更高功率激光器制造方面还很薄弱，在射频电源制造方面也有很大的困难；总的来说，国产切割用大功率CO2激光器制造水平与国际先进水平相比还有很大的差距。
2. 国内外研究现状分析
快轴流co2激光器诞生于70年代初。快轴流技术的引入，大幅度提高了单位体积的注入功率，并保证了激活介质良好的均匀性和对称性。由于它具有优良的光束质量，能长时间稳定可靠运行，迅速成为工业激光器的主流之一。
国外的快轴流co2激光器，商业产品最大功率达20kw。德国fraunhofer激光技术研究所和trumpf公司台作．在9o年代中期启动了40kw 快轴流coz激光器的研究计划。最近，hertzler等人 j，habich等人l6 报道了该计划的研究结果，最大输出功率已达30kw。用这种激光器进行厚钢板焊接．熔深可达20mm。激光器的光束质量，一般3kw 以下的激光 博式以tem00或temoi模为主，主要应用于激光切割，3kw 以上的模式为低阶模，主要应用于激光焊接。
国内80年代开始快轴流co2激光器的研究，华中理工大学、南京772厂、长春光机所、等离子体物理所等单位都先后进行过这方面的工作。华中理工大学承担七五攻关目，研制成功了使用罗茨风机、直流激励的1500w 快轴流co2激光器；通过八五攻关项目型轧辊激光刻花加工装备，把1500w 快轴流coz激光器技术产品化．应用在武汉钢铁公司轧辊激光刻花生产线上。南京772厂台资建立了东方激光公司，现主要进行德国rofin-sinar公司快轴流coz激光器的大件组装。长春光机所马云程等人报道了使用涡轮风机、直流激励的快轴流激光器 ，最大输出功率为lloow。等离子体物理所陈声鸿等人报道了使用罗茨风机、射频激励的快轴流co2激光器。最大输出功率为lkw 左右。国产激光器的水平，与国际水平相比，在注入功率、输出功率，特别是长期运行的稳定可靠性等方面还存在较大差距。
3. 研究的基本内容与计划
本激光器参照德国通快tl3030型激光数控切割机床的激光器进行设计。设计出整个机架，机架内有谐振腔固定机构、高压风机固定机构、调光机构、电器安装机构、高压气体循环冷却机构等。要求重量轻、强度高、结构合理。设计出全部的零件图和装配图，并对机架进行力学分析。保证激光器机架有足够的强度，变形在允许的误差内；激光器机架与高速风机、变频器、高压开关电源、谐振腔的连接和装配；激光器机架外形设计。
此外：
1、用autocad或pro/engineer完成机械零件图与装配图的绘制。
4. 研究创新点
1.通过参照德国通快TL3030型激光数控切割机床的冷却系统，设计出冷却效果更优秀的冷却水循环系统；
2.通过德国通快TL3030型激光数控切割机床与国内数控激光切割机床对比，设计出功率更大，效率更高，操作更灵活的激光器。
