Yr egwyddor o laser
Mae'r laser yn cynnwys ffynhonnell pwmp, cyfrwng ennill gyda lefel egni fetasefydlog, a resonator. Gan gymryd y laser ffibr pwmp lled-ddargludyddion fel enghraifft, gellir rhannu'r broses benodol o gynhyrchu laser yn y pum cam canlynol yn fanwl:
- Yn y cam cyntaf, mae'r golau pwmp yn cael ei gyflwyno, ac mae'r laser lled-ddargludyddion, fel ffynhonnell pwmp y laser, yn allyrru'r golau pwmp gyda linewidth penodol ac yn mynd i mewn i'r ffibr ar ôl mynd trwy'r cyfunwr trawst;
- Yn yr ail gam, mae'r cyfrwng ennill yn cael ei egni, ac mae'r ffibr ennill yn amsugno golau pwmp tonfedd benodol, sy'n gwneud trawsnewidiad lefel egni'r gronyn hyd at gyflwr metasad;
- Yn y trydydd cam, mae ffotonau'n cael eu ffurfio gan allyriadau digymell, ac mae'r gronynnau cyflwr metastabl yn trosglwyddo'n ddigymell i lawr i ryddhau egni, gan gynhyrchu ffotonau â chyfeiriadau a chyfnodau gwahanol;
- Y pedwerydd cam yw gwireddu ymhelaethu optegol gan ymbelydredd ysgogol. Gall ffotonau sy'n symud ar hyd yr echelin symud yn ôl ac ymlaen rhwng drychau (gratiau) (mae ffotonau nad ydynt yn rhedeg ar hyd yr echelin yn dianc yn gyflym), a gall ffotonau gynhyrchu ffotonau homogenaidd pan fyddant yn dod ar draws gronynnau ynni uchel (metasadwy) yn y cyfrwng ennill, er mwyn cyflawni effaith chwyddo optegol;
- Y pumed cam, allbwn laser, ar ôl cyrraedd gofynion penodol i gyflawni ffurf barhaus neu curiad y galon o allbwn laser.
Dosbarthiad laser
Mae pedwar dosbarthiad cyffredin o laserau: cyfrwng ennill, pŵer allbwn, modd gweithredu, a lled pwls.
Yn ôl y cyfrwng ennill: mae cyfrwng ennill laser yn cynnwys nwy, hylif a solet. Mae'r cyfrwng ennill penodol yn pennu'r donfedd laser, pŵer allbwn, a maes cymhwyso. Mae laser nwy CO2 yn gynrychioliadol mewn nwy, mae laser rhuddem, laser lled-ddargludyddion, laser ffibr, a laser YAG yn gynrychioliadol mewn solet.
Yn ôl y pŵer allbwn: gellir ei rannu'n bŵer bach (0-100w), pŵer canolig (100-1kw), a phŵer uchel (uwchlaw 1kW); ond weithiau fe'i diffinnir fel pŵer canolig o fewn yr ystod o 100-1.5kw. Mae pŵer laser gwahanol yn addasu i wahanol senarios cymhwyso.
Yn ôl y modd gweithio: gellir ei rannu'n laser parhaus a laser pwls. Gall y laser CW allbwn yn barhaus am gyfnod hir o amser, gyda gweithrediad sefydlog ac effaith thermol uchel. Mae laser pwls yn allbwn ar ffurf pwls, sy'n cael ei nodweddu gan bŵer brig uchel ac effaith thermol fach.
I gael cymhariaeth pen-to-pen o'r ddau fodd gweithredu, gweler yGwahaniaethau laser CW vs QCW.
Yn ôl hyd yr amser pwls, gellir rhannu laser pwls ymhellach yn milieiliadau, microseconds, nanoseconds, picoseconds a femtoseconds. Yn gyffredinol, po fyrraf yw'r amser curiad y galon, po uchaf yw'r egni pwls sengl, y culaf yw lled y pwls, a'r uchaf yw'r cywirdeb prosesu.
Rhwng pwls a gweithrediad parhaus yn eistedd hybrid werth gwybod: einCanllaw laser lled-barhaus QCW.
Yn ôl tonfedd yr allbwn: gellir ei rannu'n laser isgoch, laser gweladwy, laser UV, ac ati. Gall gwahanol strwythurau deunyddiau amsugno amrediad tonfedd gwahanol, er enghraifft, mae gan fetel amsugniad isgoch yn agos at -.
Mae gan laser ffibr fanteision rhagorol mewn prosesu deunydd
Mae laser ffibr yn hyrwyddo datblygiad dulliau prosesu laser o ran ehangder a dyfnder. Yn y maes traddodiadol, mae laser pŵer uchel yn hyrwyddo treiddiad offer laser i mewn i dorri, weldio, marcio, a chysylltiadau eraill o offer diwedd uchel megis awyrofod, cludo, ac ati.
O safbwynt technegol, mae laser ffibr yn well na laserau eraill. Manteision technegol laser ffibr ar gyfer prosesu yw: 1) ansawdd trawst da, hawdd ei gyflawni pŵer uchel. 2) Arwynebedd mawr ffibr optegol, afradu gwres da. 3) Mae'r llwybr optegol wedi'i gau'n llwyr, gyda sefydlogrwydd da, bywyd gwasanaeth hir, a llai o waith cynnal a chadw. 4) Maint bach, trawsyriant hyblyg. 5) Mae'r donfedd yn yr ystod o ddeunydd cymwys, sef 200m yn fwy prosesu.
O safbwynt cost, mae gan laser ffibr fantais perfformiad cost uchel iawn. Cymerwch laser CO2 fel cymhariaeth:
- Oherwydd ansawdd uchel y trawst a'r gyfradd amsugno deunydd uchel, mae cyflymder prosesu laser ffibr yn gyflymach. Gan gymryd torri plât tenau fel enghraifft, gall cyflymder torri laser ffibr gyrraedd 2-3 gwaith o laser CO2 gyda'r un pŵer;
- Mae cyfradd trosi electro-optegol laser ffibr dros 30% ac mae'r defnydd pŵer yn isel. Mae llwybr optegol laser CO2 yn dibynnu ar yr adlewyrchydd yn llwyr. Mae'r llwybr optegol yn dadfeilio'n gyflym ac mae'r golled ynni yn fwy. Mae'r gyfradd trosi electro-optegol yn is na 10%;
- Mae strwythur laser ffibr yn syml ac yn sefydlog, mae'r llwybr optegol allanol yn rhydd o waith cynnal a chadw, mae'r amser cyfartalog rhwng methiannau yn fwy na 100000 awr, ac yn y bôn nid oes unrhyw nwyddau traul. Mae strwythur y system laser CO2 yn gymhleth, mae angen cynnal a chadw rheolaidd ar yr adlewyrchydd a'r cyseinydd, mae cost ailosod dwyn y tyrbin yn ddrud ac mae'r gost cynnal a chadw yn uchel.
O gymharu prif baramedrau perfformiad laser diwydiannol cilowat ar y farchnad, o'i gymharu â laserau eraill, mae gan laser ffibr fanteision ansawdd trawst laser allbwn da, dwysedd ynni uchel, effeithlonrwydd optegol electro uchel, hawdd ei ddefnyddio, ystod eang o ddeunyddiau Machinable, cost gweithredu cynhwysfawr isel, ac ati, felly fe'i defnyddir yn eang mewn cerfio / marcio, torri / drilio, ac ati, cladin prosesu a phrosesu deunyddiau optegol / meysydd cyfathrebu cyflym eraill. a elwir yn "laser y drydedd genhedlaeth", mae ganddynt ragolygon cymhwyso eang.
Mae'r laser wedi'i leoli yng nghanol cadwyn y diwydiant laser, a Tsieina yw'r farchnad laser sy'n tyfu fwyaf a chyflymaf yn y byd. Y laser yw cydran optegol craidd yr offer laser terfynol, sydd wedi'i leoli yn safle canolog y gadwyn ddiwydiannol gyfan. Ar yr un pryd, o safbwynt cost, mae'r gost laser yn cyfrif am tua 30% - 50% o gyfanswm cost yr offer, sef cydran graidd mwyaf gwerthfawr yr offer laser.
Wrth edrych ymlaen, mae'r sector yn mynd i mewn i'r hyn y mae llawer yn ei alw'noes aur datblygiad laser yn y tri degawd nesaf.