في ليزر الطاقة بشكل عام ، يكون شعاع غاوسي ، أي أن شدة الحزمة في الفضاء تقدم توزيعًا غاوسيًا ، مثل هذا الشعاع له كثافة وسيطة عالية جدًا ، ويتناقص تدريجياً على طول محيط غاوسي للخارج.
في التطبيقات العملية ، غالبًا ما لا تكون الحزم الغوسية مطلوبة فقط ، ولكن أيضًا أشعة الليزر لاحتياجات التطبيق المحددة.على سبيل المثال ، في توزيع الطاقة ، هناك توزيع حلقي ؛على شكل الحزمة ، توجد أشكال مثل المربع ، والمستدير ، وما إلى ذلك.
من حيث التوزيع ، هناك توزيع حلقي
توزيع الطاقة لشعاع غاوس غير متساو نسبيًا ، والطاقة الوسيطة عالية جدًا ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة المحلية بشكل كبير ويؤثر على التفاعل بين الليزر والمادة ؛طاقة الجناحين منخفضة جدًا ، مما يقلل من معدل الاستخدام.لذلك ، في بعض الحالات ، من الضروري تشكيل شعاع غاوسي في حزمة مسطحة أعلى مع توزيع متساوٍ للطاقة لتحسين تأثير المعالجة بالليزر.
توضح الأشكال التالية خصائص المظهر الجانبي لليزر Gaussian وملف الليزر ذو السطح المسطح:
تسمى المقاطع منخفضة الكثافة الموجودة على جانبي المنطقة المركزية المتاحة للحزمة "جناحين" تكون شدتهما أقل من عتبة الاحتراق المطلوبة لتطبيقات المعالجة بالليزر ، وغالبًا ما تُهدر طاقة هذين الجناحين ، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة انخفاض في استخدام الطاقة ؛في الوقت نفسه ، ستؤدي طاقة الجناحين أيضًا إلى إتلاف المنطقة المحيطة خارج المنطقة المستهدفة ، وبالتالي توسيع المنطقة المتأثرة بالحرارة.من ناحية أخرى ، تسمى الأجزاء عالية الكثافة فوق عتبة الاحتراق "الطاقة الزائدة" ، وهذه الطاقة الزائدة لديها القدرة على إتلاف الركيزة ؛علاوة على ذلك ، فإن الطاقة في الجزء المركزي مركزة للغاية ، ومن السهل إتلاف البصريات.
تستخدم أشعة الليزر المسطحة الطاقة بشكل أكثر كفاءة من أشعة الليزر الغاوسية.في ملف تعريف الشعاع الغاوسي ، تُهدر الطاقة الزائدة في الوسط فوق عتبة الشدة المطلوبة من خلال التطبيق والطاقة أقل من متطلبات العتبة في كلا الجناحين.لا توجد أجنحة في ملف تعريف الحزمة المسطحة ، ولكن هناك انتقالات أكثر انحدارًا ، لذلك يكون استخدام الطاقة أكثر كفاءة ويتم تقليل الضرر الذي يلحق بالمنطقة المحيطة.
كما يتضح من الشكل أعلاه ، فإن طاقة الحزمة المسطحة موجودة بشكل أكثر وضوحًا في منطقة معينة من الحزمة الغوسية.سيكون اللحام أو القطع بشعاع مسطح أكثر دقة وأقل ضررًا للمنطقة المحيطة.
عند القص باستخدام عارضة مسطحة ، يمكن إنتاج قطع أنظف وحواف أكثر حدة.
عند اللحام بحزمة مسطحة ، ستكون الفجوات الموجودة في اللحام أكثر سلاسة مما في حالة الحزم الغوسية.
ما هي عيوب الحزم المسطحة؟
على عكس الحزم الغوسية ، يتغير شكل الشدة أثناء انتشارها في الفضاء الحر ، لذلك فهي لا تفضي إلى الانتشار لمسافات طويلة.أثناء انتشار الحزمة الغوسية ، حتى إذا تغير حجم الحزمة ، فإن مخطط الحزمة لا يزال غاوسيًا.
عادةً ما يصدر الليزر شعاعًا غاوسيًا ، ومن ثم يلزم استخدام بعض المكونات الضوئية المناسبة لتغيير شكل شدته للحصول على شعاع علوي مسطح.
تقنية HBF الفريدة من نوعها من Guanghui Laser(سطح مسطح عالي السطوع) ،من خلال الضوء العلوي المسطح ذو السطوع العالي الناتج من الألياف الضوئية ، تكون حافة البقعة حادة وعالية الطاقة ، ويمكن أن تحسن معدل استخدام طاقة الليزر مع تقليل المنطقة المتأثرة بالحرارة والأضرار ، وتحسن بشكل فعال سرعة ودقة معالجة الليزر.
بأخذ ليزر 5M-12000W من Guanghui Laser كمثال ، مقارنة بأشعة الليزر الأخرى في نفس نطاق الطاقة ، يمكن تحسين معدل استخدام الطاقة بشكل كبير ، وأكثر تجسيد بديهي هو تسريع سرعة القطع بشكل كبير.
عند قطع الألواح السميكة (الأكسجين يقطع 16 مم من الفولاذ الكربوني الموضح في الشكل أدناه) ، فإن قطع البقعة العلوية المسطحة باستخدام تقنية HBF يكون أكثر سلاسة وحافة القطع أكثر حدة من البقعة الغاوسية.
تعتبر الأسطح الغاوسية والمسطحة ميزة مهمة لشعاع الليزر ، وبعد فهم الاختلافات بينهما ، يمكن اختيارها بشكل معقول وفقًا لهذه الاختلافات في المعالجة بالليزر المستقبلية.
الوقت ما بعد: يوليو 01-2022