1. diska lāzers
Diska lāzera dizaina koncepcijas priekšlikums efektīvi atrisināja cietvielu lāzeru termiskā efekta problēmu un panāca perfektu cietvielu lāzeru augstas vidējās jaudas, augstas maksimālās jaudas, augstas efektivitātes un augstas stara kvalitātes kombināciju. Diska lāzeri ir kļuvuši par neaizstājamu jaunu lāzera gaismas avotu apstrādei automobiļu, kuģu, dzelzceļa, aviācijas, enerģētikas un citās jomās. Pašreizējai lieljaudas disku lāzeru tehnoloģijai ir maksimālā jauda 16 kilovati un stara kvalitāte 8 mm miliradiāni, kas ļauj veikt robotizētu lāzera attālinātu metināšanu un lielformāta lāzera ātrgaitas griešanu, paverot plašas perspektīvas cietvielu lāzeriem šajā jomā.lieljaudas lāzera apstrādeLietojumprogrammu tirgus.
Diskveida lāzeru priekšrocības:
1. Modulāra struktūra
Diskveida lāzeram ir modulāra struktūra, un katru moduli var ātri nomainīt uz vietas. Dzesēšanas sistēma un gaismas vadotnes sistēma ir integrētas ar lāzera avotu, tāpēc tam ir kompakta struktūra, mazs nospiedums un ātra uzstādīšana un atkļūdošana.
2. Lieliska staru kūļa kvalitāte un standartizēts
Visiem TRUMPF disku lāzeriem, kuru jauda pārsniedz 2 kW, stara parametra reizinājums (BPP) ir standartizēts uz 8 mm/mrad. Lāzers ir nemainīgs pret darbības režīma izmaiņām un ir saderīgs ar visu TRUMPF optiku.
3. Tā kā diska lāzera plankuma izmērs ir liels, katra optiskā elementa optiskā jaudas blīvums ir mazs.
Optisko elementu pārklājuma bojājumu slieksnis parasti ir aptuveni 500 MW/cm2, un kvarca bojājumu slieksnis ir 2–3 GW/cm2. Jaudas blīvums TRUMPF diska lāzera rezonanses rezonatorā parasti ir mazāks par 0,5 MW/cm2, un jaudas blīvums uz savienojošās šķiedras ir mazāks par 30 MW/cm2. Tik zems jaudas blīvums neradīs optisko komponentu bojājumus un nelineārus efektus, tādējādi nodrošinot darbības uzticamību.
4. Pieņemt lāzera jaudas reāllaika atgriezeniskās saites vadības sistēmu.
Reāllaika atgriezeniskās saites vadības sistēma var uzturēt T veida elementam pienākošo jaudu stabilu, un apstrādes rezultātiem ir lieliska atkārtojamība. Diska lāzera uzsildīšanas laiks ir gandrīz nulle, un regulējamais jaudas diapazons ir no 1% līdz 100%. Tā kā disku lāzers pilnībā atrisina termiskās lēcas efekta problēmu, lāzera jauda, stara punkta izmērs un stara novirzes leņķis ir stabili visā jaudas diapazonā, un stara viļņu fronte netiek deformēta.
5. Optisko šķiedru var pievienot un atskaņot, kamēr lāzers turpina darboties.
Ja kāda optiskā šķiedra sabojājas, nomainot optisko šķiedru, ir tikai jāaizver optiskās šķiedras optiskais ceļš, to neizslēdzot, un citas optiskās šķiedras var turpināt izstarot lāzera gaismu. Optiskās šķiedras nomaiņa ir viegli lietojama, pievienojama un lietojama, bez jebkādiem instrumentiem vai izlīdzināšanas regulēšanas. Ieejas ielā ir putekļu necaurlaidīga ierīce, kas stingri novērš putekļu iekļūšanu optisko komponentu zonā.
6. Drošs un uzticams
Apstrādes laikā, pat ja apstrādājamā materiāla emisijas spēja ir tik augsta, ka lāzera gaisma atstarojas atpakaļ lāzerā, tas neietekmēs pašu lāzeru vai apstrādes efektu, un nebūs nekādu ierobežojumu materiāla apstrādei vai šķiedras garumam. Lāzera darbības drošībai ir piešķirts Vācijas drošības sertifikāts.
7. Sūknēšanas diodes modulis ir vienkāršāks un ātrāks
Arī uz sūknēšanas moduļa uzstādītais diožu masīvs ir modulāras konstrukcijas. Diožu masīva moduļiem ir ilgs kalpošanas laiks, un to garantija ir 3 gadi vai 20 000 stundas. Nav nepieciešama dīkstāve neatkarīgi no tā, vai tā ir plānota nomaiņa vai tūlītēja nomaiņa pēkšņas kļūmes dēļ. Moduļa atteices gadījumā vadības sistēma signalizēs un automātiski palielinās citu moduļu strāvu atbilstoši, lai lāzera izejas jauda būtu nemainīga. Lietotājs var turpināt strādāt desmit vai pat desmitiem stundu. Sūknēšanas diožu moduļu nomaiņa ražošanas vietā ir ļoti vienkārša un neprasa operatora apmācību.
Šķiedru lāzeri, tāpat kā citi lāzeri, sastāv no trim daļām: pastiprināšanas vides (leģētas šķiedras), kas var ģenerēt fotonus, optiskās rezonanses dobuma, kas ļauj fotoniem atgriezties un rezonansīgi pastiprināties pastiprināšanas vidē, un sūknēšanas avota, kas ierosina fotonu pārejas.
Īpašības: 1. Optiskajai šķiedrai ir augsta “virsmas laukuma/tilpuma” attiecība, laba siltuma izkliedes iedarbība, un tā var darboties nepārtraukti bez piespiedu dzesēšanas. 2. Kā viļņvada vide optiskajai šķiedrai ir mazs serdes diametrs, un tai ir tendence uz augstu jaudas blīvumu šķiedras iekšienē. Tāpēc šķiedru lāzeriem ir augstāka konversijas efektivitāte, zemāks slieksnis, lielāks pastiprinājums un šaurāks līnijas platums, un tie atšķiras no optiskās šķiedras. Savienojuma zudumi ir mazi. 3. Tā kā optiskajām šķiedrām ir laba elastība, šķiedru lāzeri ir mazi un elastīgi, kompaktas struktūras, rentabli un viegli integrējami sistēmās. 4. Optiskajai šķiedrai ir arī diezgan daudz regulējamu parametru un selektivitātes, un tā var iegūt diezgan plašu regulēšanas diapazonu, labu dispersiju un stabilitāti.
Šķiedru lāzera klasifikācija:
1. Retzemju ar leģētiem šķiedras lāzeriem
2. Retzemju elementi, kas leģēti pašlaik relatīvi nobriedušās aktīvajās optiskajās šķiedrās: erbijs, neodīms, prazeodīms, tūlijs un iterbijs.
3. Šķiedru stimulēta Ramana izkliedes lāzera kopsavilkums: Šķiedru lāzers būtībā ir viļņa garuma pārveidotājs, kas var pārveidot sūkņa viļņa garumu noteikta viļņa garuma gaismā un izvadīt to lāzera veidā. No fizikālā viedokļa gaismas pastiprināšanas princips ir nodrošināt darba materiālu ar gaismu ar viļņa garumu, ko tas var absorbēt, lai darba materiāls varētu efektīvi absorbēt enerģiju un tikt aktivizēts. Tāpēc atkarībā no dopinga materiāla atšķiras arī atbilstošais absorbcijas viļņa garums, un arī sūkņa prasības attiecībā uz gaismas viļņa garumu atšķiras.
2.3 Pusvadītāju lāzers
Pusvadītāju lāzers tika veiksmīgi ierosināts 1962. gadā un 1970. gadā sasniedza nepārtrauktu jaudu istabas temperatūrā. Vēlāk, pateicoties uzlabojumiem, tika izstrādāti dubultie heterosavienojumu lāzeri un svītru struktūras lāzerdiodes (lāzerdiodes), ko plaši izmanto optisko šķiedru sakaros, optiskajos diskos, lāzerprinteros, lāzerskeneros un lāzera rādītājos (lāzera rādītājos). Pašlaik tie ir visvairāk ražotie lāzeri. Lāzerdiožu priekšrocības ir: augsta efektivitāte, mazs izmērs, viegls svars un zema cena. Jo īpaši vairāku kvantu aku tipa efektivitāte ir 20–40%, un PN tipam sasniedz arī vairākus 15–25%. Īsāk sakot, augsta energoefektivitāte ir tā lielākā iezīme. Turklāt tā nepārtrauktās izejas viļņa garums aptver diapazonu no infrasarkanās līdz redzamajai gaismai, un ir komercializēti arī produkti ar optiskā impulsa jaudu līdz 50 W (impulsa platums 100 ns). Tas ir lāzera piemērs, ko ir ļoti viegli izmantot kā lidaru vai ierosmes gaismas avotu. Saskaņā ar cietvielu enerģijas joslu teoriju, elektronu enerģijas līmeņi pusvadītāju materiālos veido enerģijas joslas. Augstākās enerģijas josla ir vadītspējas josla, zemākās enerģijas josla ir valences josla, un abas joslas atdala aizliegtā josla. Kad pusvadītājā ievadītie nevienlīdzīgie elektronu-caurumu pāri rekombinējas, atbrīvotā enerģija tiek izstarota luminescences veidā, kas ir nesēju rekombinācijas luminescence.
Pusvadītāju lāzeru priekšrocības: mazs izmērs, viegls svars, uzticama darbība, zems enerģijas patēriņš, augsta efektivitāte utt.
2.4YAG lāzers
YAG lāzers ir lāzera veids, kas ir lāzera matrica ar izcilām visaptverošām īpašībām (optika, mehānika un termiskās īpašības). Tāpat kā citiem cietvielu lāzeriem, YAG lāzeru pamatkomponentes ir lāzera darba materiāls, sūknēšanas avots un rezonanses rezonators. Tomēr, ņemot vērā kristālā esošos dažādos aktivēto jonu veidus, dažādus sūknēšanas avotus un sūknēšanas metodes, izmantotās rezonanses rezonatora dažādās struktūras un citas izmantotās funkcionālās strukturālās ierīces, YAG lāzerus var iedalīt daudzos veidos. Piemēram, pēc izejas viļņu formas tos var iedalīt nepārtrauktas viļņa YAG lāzerā, atkārtotas frekvences YAG lāzerā un impulsa lāzerā utt.; pēc darbības viļņa garuma tos var iedalīt 1,06 μm YAG lāzerā, frekvences divkāršošanas YAG lāzerā, Ramana frekvences nobīdes YAG lāzerā un regulējamā YAG lāzerā utt.; pēc dopinga dažāda veida lāzerus var iedalīt Nd:YAG lāzeros, ar Ho, Tm, Er utt. dopētos YAG lāzeros; pēc kristāla formas tos iedala stieņa formas un plāksnes formas YAG lāzeros; atkarībā no dažādām izejas jaudām tos var iedalīt augstas jaudas, mazas un vidējas jaudas lāzeros. YAG lāzers utt.
Cietvielu YAG lāzergriešanas iekārta izplešas, atstaro un fokusē impulsa lāzera staru ar viļņa garumu 1064 nm, pēc tam izstaro un uzsilda materiāla virsmu. Virsmas siltums izkliedējas iekšpusē caur siltumvadītspēju, un lāzera impulsa platums, enerģija, maksimālā jauda un atkārtošanās tiek precīzi kontrolēta digitāli. Frekvence un citi parametri var acumirklī izkausēt, iztvaicēt un iztvaicēt materiālu, tādējādi panākot griešanu, metināšanu un urbšanu iepriekš noteiktās trajektorijās, izmantojot CNC sistēmu.
Īpašības: Šai iekārtai ir laba stara kvalitāte, augsta efektivitāte, zemas izmaksas, stabilitāte, drošība, lielāka precizitāte un augsta uzticamība. Tā apvieno griešanas, metināšanas, urbšanas un citas funkcijas vienā, padarot to par ideālu precīzu un efektīvu elastīgu apstrādes iekārtu. Ātrs apstrādes ātrums, augsta efektivitāte, labas ekonomiskās priekšrocības, mazas taisnas malas, gluda griešanas virsma, liela dziļuma un diametra attiecība un minimāla malu un platuma attiecības termiskā deformācija, un to var apstrādāt ar dažādiem materiāliem, piemēram, cietiem, trausliem un mīkstiem. Apstrādes laikā nav problēmu ar instrumentu nodilumu vai nomaiņu, un nav mehānisku izmaiņu. To ir viegli automatizēt. Apstrādi var īstenot īpašos apstākļos. Sūkņa efektivitāte ir augsta, līdz pat aptuveni 20%. Palielinoties efektivitātei, lāzera vides siltuma slodze samazinās, tāpēc stars ievērojami uzlabojas. Tai ir ilgs kalpošanas laiks, augsta uzticamība, mazs izmērs un viegls svars, un tā ir piemērota miniaturizācijas lietojumprogrammām.
Pielietojums: Piemērots metāla materiālu, piemēram, oglekļa tērauda, nerūsējošā tērauda, leģētā tērauda, alumīnija un sakausējumu, vara un sakausējumu, titāna un sakausējumu, niķeļa-molibdēna sakausējumu un citu materiālu, lāzergriešanai, metināšanai un urbšanai. Plaši izmanto aviācijā, kosmosa, ieroču, kuģu, naftas ķīmijas, medicīnas, instrumentācijas, mikroelektronikas, automobiļu un citās nozarēs. Tiek uzlabota ne tikai apstrādes kvalitāte, bet arī darba efektivitāte; turklāt YAG lāzers var nodrošināt arī precīzu un ātru pētniecības metodi zinātniskajiem pētījumiem.
Salīdzinot ar citiem lāzeriem:
1. YAG lāzers var darboties gan impulsa, gan nepārtrauktā režīmā. Tā impulsa izeja var iegūt īsus impulsus un īpaši īsus impulsus, izmantojot Q-pārslēgšanas un režīma bloķēšanas tehnoloģiju, tādējādi padarot tā apstrādes diapazonu plašāku nekā CO2 lāzeriem.
2. Tā izejas viļņa garums ir 1,06 μm, kas ir tieši par vienu lieluma kārtu mazāks nekā CO2 lāzera viļņa garums 10,06 μm, tāpēc tam ir augsta savienošanas efektivitāte ar metālu un laba apstrādes veiktspēja.
3. YAG lāzeram ir kompakta struktūra, viegls svars, vienkārša un uzticama lietošana, kā arī zemas apkopes prasības.
4. YAG lāzeru var savienot ar optisko šķiedru. Ar laika dalīšanas un jaudas dalīšanas multipleksu sistēmas palīdzību vienu lāzera staru var viegli pārraidīt uz vairākām darbstacijām vai attālinātām darbstacijām, kas atvieglo lāzera apstrādes elastību. Tāpēc, izvēloties lāzeru, jāņem vērā dažādi parametri un jūsu pašu faktiskās vajadzības. Tikai tādā veidā lāzers var sasniegt maksimālu efektivitāti. Xinte Optoelectronics piedāvātie impulsa Nd:YAG lāzeri ir piemēroti rūpnieciskiem un zinātniskiem lietojumiem. Uzticami un stabili impulsa Nd:YAG lāzeri nodrošina impulsa jaudu līdz 1,5 J pie 1064 nm ar atkārtošanās frekvenci līdz 100 Hz.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 17. maijs
