Laser ima četiri glavne karakteristike, a to su visoku svjetlinu, dobru usmjerenost, dobru monohromatičnost i visoku koherentnost.Ova svojstva su međusobno povezana, što laser čini pogodnim za različite scenarije.
Visoka svjetlina lasera je bitna karakteristika koja se razlikuje od običnih izvora svjetlosti, a povećanje snage i svjetline također je vječna tema za razvoj lasera.Ono što je visoka svjetlina, izražena tehničkim jezikom je da što je bliži 1 je indeks M2 koji opisuje kvalitet zraka.
Poslednjih godina, sa unapređenjem tehnologije, domaći fiber laseri su postepeno probijali granicu snage, sa 12KW na 20KW.Trenutno je na tržište pušten najveći fiber laser snage 30KW, a sljedeći korak je 50KW.Svi obraćaju pažnju i takmiče se čija je izlazna snaga lasera veća, ali ignorišu ko ima bolji kvalitet zraka.
Hajde da danas pogledamo šta je velika osvetljenost, te prednosti i značaj visoke osvetljenosti.
Osobine laserskog snopa
Lasersko svjetlo koje emituje laser izgleda ovako, prvo se konvergira u bliskom polju, a zatim se širi u dalekom polju
u,
Radijus struka snopa w0 je radijus na kojem laserski snop konvergira do najmanjeg dijela u bliskom polju;
Rejlejeva dužina ZR je pozicija kada je struk snopa povećan za √2 puta;
Daleko polje je definisano kao opseg koji je veći od 4 puta Rejlejeve dužine, a blisko polje je definisano kao opseg unutar 4 puta Rayleigh-ove dužine;
Ugao divergencije dalekog polja θ predstavlja stepen divergencije laserskog zraka u dalekom polju.
Karakterizacija kvaliteta zraka
Kvalitet snopa je osnovni parametar koji karakteriše karakteristike laserskog snopa i važan je indikator lasera koji se koristi za merenje stepena fokusa laserskog snopa u određenoj situaciji.Uobičajene metode za kvantifikaciju kvaliteta zraka su: proizvod parametara zraka (BPP) i M2faktor.
BPP (Beam Parameter Product): proizvod parametara grede, definisan kao radijus struka snopa (w0) pomnoženo uglom divergencije dalekog polja (θ):
M2: Omjer proizvoda parametara snopa prema proizvodu parametara zraka osnovne Gausove zrake, koji se može pretvoriti u BPP:
Iz gornje formule lako možemo zaključiti da: BPP nema nikakve veze sa talasnom dužinom, dok je faktor M2 povezan sa talasnom dužinom lasera.
Vrijednost faktora M² je beskonačno blizu 1, što znači omjer stvarnih podataka i idealnih podataka.Kada su stvarni podaci bliži idealnim podacima, kvalitet zraka je bolji.
Za fiber laser sa talasnom dužinom od 1070nm, idealni parametri bi trebali biti:
Kada je fiber laser BPP ili M2parametarje bliže ovoj vrijednosti, kvalitet snopa je bolji i odgovarajući ugao divergencije je manji.
Kako odrediti kvalitet zraka
Obično koristimo analizator snopa za mjerenje kvalitete zraka lasera, puštamo analizator da se kreće u odnosu na optičku putanju i prikupljamo X, Y i Z informacije na više pozicija kako bismo odredili veličinu struka zraka, položaj i ugao divergencije , i izračunajte Rayleighovu dužinu i BPP ili M2.
Obično se koriste metoda noževa i metoda proreza.Ideje ove dvije su u osnovi iste, to jest, koristite oštricu noža ili prorez za skeniranje snopa, izmjerite i mapirajte distribuciju svjetlosnog polja dijela, a zatim se pomjerite gore-dolje da biste izmjerili i mapirali svjetlosno polje na različite udaljenosti.Konačno, dobijena je trodimenzionalna raspodjela svjetlosnog polja.
▲ Metoda ivice noža
▲ Metoda proreza
Test kvalitete zraka često je složeniji.Jednostavno, možemo aproksimirati procjenu prema promjeru jezgre vlakna i numeričkom otvoru (NA).
Snop svjetlosti, bez obzira koliko je velik raspon ugla, može se normalno prenositi samo kada uđe u vlakno unutar kritičnog raspona upadnog ugla.Sinusna vrijednost ovog ugla α je numerički otvor NA vlakna, odnosno NA=sinα, koji reflektuje svjetlost koju prima vlakno.sposobnost.Generalno se može smatrati otprilike tako.
Šta obično podrazumevamo pod laserima velike svetlosti?
Svjetlina (Br) Definicija: Gustina snage po jedinici površine i jediničnom solidnom kutu.Kao što smo ranije spomenuli, jezgro laserskog lasera
, čvrsti ugao dalekog polja
.
Prema gornjoj formuli, nije teško uočiti da takozvana visoka svjetlina znači da ima veći kvalitet snopa (tj. manji BPP ili M2) pod istom snagom.
Kao globalni lider u laserima visoke svjetline,GW Laser Tech fokusira se na istraživanje i razvoj 976nm lasera s vlaknima visoke svjetline, vodeći trend razvoja vlaknastih lasera.
Guanghui Lasersam-mod 10μmgranični izlazni laser za vlakna, M2<1,1 i 50kw 100μm laser sa vlaknima imaju gustoću energije blizu fizičke granice.
Konvencionalni jednomodni laser od 4kW prečnika jezgre M2<1.3, multi-mode 12kW laser BPP<4.
▲ Guanghui laser YLPS serija jednomodulnih 4KW lasera
▲ Guanghui laser YLPM serija višemodulnih 20KW lasera
5
Značaj i prednosti visoke svjetline
Posljednjih godina laseri velike snage postepeno postaju glavna snaga na tržištu, a laseri s vlaknima također se kreću ka većoj snazi.Laseri od 12KW postali su standardna konfiguracija glavnih proizvođača lasera.Prošle godine, Guanghui Laser je značajno povećao prodaju lasera od 20KW;trenutno, laseri od 40KW postepeno počinju da se isporučuju.
Većina trenutnih lasera sa vlaknima velike snage sastoji se od više modula, to jest, svjetlosni izlaz više laserskih modula je spojen u jedno optičko vlakno za izlaz.U poređenju sa izlaznim jezgrom vlakana jednog laserskog modula, više modula Kombinovani prečnik jezgre izlaznog vlakna je veći i kvalitet zraka je shodno tome niži.
Ako se zanemari kvalitet snopa, bez obzira na to koliko je velika snaga, to se može realizirati kroz višemodulnu shemu kombiniranja snopa.Međutim, sa tehnološkim napretkom i industrijskom nadogradnjom, proizvodna industrija će se postupno kretati prema high-end, što će neminovno postavljati sve veće zahtjeve za lasere, ne samo da će zadovoljiti povećanje snage, već i posvetiti više pažnje poboljšanju svjetline. .Oni laseri velike snage koji samo povećavaju snagu ne obraćajući pažnju na svjetlinu uskoro će biti eliminirani na tržištu.
Od svog osnivanja, GW Laser Techje posvećen istraživanju i razvoju lasera visoke svjetline, te će podjednako povećati snagu i svjetlinu.Kroz optimizaciju tehnologije jednog laserskog modula, spajanja vlakana i šema kombinovanja snopa, svjetlina lasera je dodatno poboljšana.Pod istim uslovima snage, nakon kolimacije i fokusiranja istim optičkim sistemom, tačka u fokusnoj tački je manja, a gustina energije veća.Ovo se direktno manifestuje u aplikacijama laserske obrade: pod istom snagom, brzina obrade je veća;pod istom brzinom obrade potrebna je snaga manja.
Uzmimo za primjer lasersko rezanje YLPM serije 20KW GW Lasera.U poređenju sa drugim laserima iste snage, brzina rezanja je veća, a ova prednost je posebno očigledna kod rezanja materijala visokog refleksa.
Laseri velike jačine su važan pravac za razvoj laserske industrije.Trenutno tržište lasera velike snage pokazalo je očiglednu homogenost, a glavni proizvođači lasera napreduju u smjeru superponirane snage.
GWLaserne samo da brine o povećanju snage lasera, već više pažnje posvećuje i poboljšanju svjetline lasera.U budućnosti ćemo nastaviti da istražujemo u pravcu visoke svetline, kako bi laser imao bolji kvalitet snopa i performanse obrade, i pomogao korisnicima da poboljšaju efikasnost obrade.
Vrijeme objave: 21.12.2022