В енергийния лазер обикновено е гаусов лъч, т.е. интензитетът на лъча в пространството представлява гаусово разпределение, такъв лъч има много висок междинен интензитет и постепенно намалява по Гаусовия контур навън.
В практическите приложения често се изискват не само гаусови лъчи, но и лазерни лъчи за специфични нужди на приложението.Например при разпределението на енергията има пръстеновидно разпределение;Във формата на лъча има форми като квадратна, кръгла и др.
По отношение на разпространението има пръстеновидно разпределение
Разпределението на енергията на Гаусовия лъч е сравнително неравномерно и междинната енергия е твърде висока, което ще доведе до твърде висока локална температура и ще повлияе на взаимодействието между лазера и веществото;Енергията на двете крила е твърде ниска, което намалява степента на използване.Следователно, в някои случаи е необходимо да се формира гаусов лъч в лъч с плосък връх с равномерно разпределение на енергията, за да се подобри ефектът на лазерна обработка.
Следните фигури показват характеристиките на лазерния профил на Гаус и лазерния профил с плосък връх:
Секциите с нисък интензитет от двете страни на наличната централна зона на лъча се наричат „две крила“, чийто интензитет е под прага на изгаряне, необходим за приложения за лазерна обработка, и енергията на тези две крила често се губи, което води до значително намаляване на използването на енергия;В същото време енергията на двете крила също ще увреди околната среда извън целевата зона, като по този начин ще разшири засегнатата от топлината зона.От друга страна, частите с висок интензитет над прага на горене се наричат „излишна енергия“ и тази излишна енергия има потенциала да повреди субстрата;Нещо повече, енергията в централната част е твърде концентрирана и е лесно да се повреди оптиката.
Лазерните лъчи с плосък връх използват енергия по-ефективно от лазерните лъчи на Гаус.В профила на лъча на Гаус, излишната енергия в средата над прага на интензитета, изискван от приложението, и енергията под изискването за праг в двете крила се губят.В профила на гредата с плосък връх няма крила, но има по-стръмни преходи на ръбовете, така че използването на енергия е по-ефективно и увреждането на околната среда е намалено.
Както може да се види от фигурата по-горе, енергията на лъч с плосък връх се съдържа по-ясно в дадена област, отколкото на гаусов лъч.Заваряването или рязането с греда с плосък връх ще бъде по-точно и по-малко увреждане на околната среда.
При рязане с плоска греда могат да се получат по-чисти срезове и по-остри ръбове.
При заваряване с плоска горна греда празнините в заваръчния шев ще бъдат по-гладки, отколкото в случай на гаусови лъчи.
Какви са недостатъците на плоските греди?
За разлика от гаусовите лъчи, формата на интензитета се променя, докато се разпространяват в свободното пространство, така че не е благоприятно за разпространение на дълги разстояния.По време на разпространението на лъча на Гаус, дори ако размерът на лъча се промени, контурът на лъча все още е Гаус.
Обикновено лазерът излъчва гаусов лъч и след това трябва да се използват някои подходящи оптични компоненти, за да се промени формата на интензитета му, за да се получи плосък горен лъч.
Уникалната HBF технология на Guanghui Laser(Плосък връх с висока яркост),чрез изхода на оптични влакна с висока яркост и плоска горна светлина, ръбът на петното е остър, висок енергиен праг, може да подобри степента на използване на лазерната енергия, като същевременно намалява засегнатата от топлина зона и повреда, ефективно подобрява скоростта и точността на лазерна обработка.
Като вземем за пример лазера 5M-12000W на Guanghui Laser, в сравнение с други лазери в същата мощностна лента, степента на използване на енергията може да бъде значително подобрена и най-интуитивното изпълнение е, че скоростта на рязане е значително ускорена.
При рязане на дебели плочи (кислородно рязане на 16 mm въглеродна стомана, показано на фигурата по-долу), рязането с плоска горна точка с помощта на технологията HBF е по-гладко и ръбът на рязане е по-остър от петното на Гаус.
Гаусовите и плоските върхове са важна характеристика на лазерния лъч и след разбиране на техните разлики, те могат да бъдат разумно избрани според тези разлики при бъдеща лазерна обработка.
Време на публикуване: 01 юли 2022 г