Laser har fire hovedkarakteristika, nemlig høj lysstyrke, god retningsbestemthed, god monokromaticitet og høj sammenhæng.Disse egenskaber er relateret til hinanden, hvilket gør laseren velegnet til forskellige scenarier.
Laserens høje lysstyrke er en vigtig egenskab, der adskiller sig fra almindelige lyskilder, og forøgelse af kraften og lysstyrken er også et evigt emne for udviklingen af lasere.Hvad der er høj lysstyrke, udtrykt i fagsprog, er, at jo tættere på 1 er indekset M2, der beskriver strålekvaliteten.
I de seneste år, med forbedringen af teknologien, har indenlandske fiberlasere gradvist brudt gennem effektgrænsen, fra 12KW til 20KW.På nuværende tidspunkt er den højeste fiberlaser med en effekt på 30KW lanceret på markedet, og næste skridt er 50KW.Alle er opmærksomme og konkurrerer om, hvis laserudgangseffekt er højere, men ignorerer, hvem der har bedre strålekvalitet.
Lad os i dag tage et kig på, hvad der er høj lysstyrke, og fordelene og betydningen af høj lysstyrke.
Egenskaber for laserstrålen
Laserlyset, der udsendes af laseren, ser sådan ud, først konvergerende i nærfeltet og derefter spredes ud i det fjerne felt
i,
Stråletaljeradius w0 er den radius, hvor laserstrålen konvergerer til den mindste sektion i nærfeltet;
Rayleigh-længden ZR er positionen, når bjælketaljen øges med √2 gange;
Det fjerne felt er defineret som rækkevidden ud over 4 gange Rayleigh-længden, og nærfeltet er defineret som området inden for 4 gange Rayleigh-længden;
Fjernfelts divergensvinklen θ repræsenterer graden af divergens af laserstrålen i det fjerne felt.
Karakterisering af strålekvalitet
Strålekvalitet er kerneparameteren til at karakterisere laserstrålens karakteristika, og den er en vigtig indikator for laseren, som bruges til at måle laserstrålens fokusgrad i en specifik situation.Almindelig anvendte metoder til at kvantificere strålekvalitet er: stråleparameterprodukt (BPP) og M2faktor.
BPP (Beam Parameter Product): stråleparameterprodukt, defineret som strålens taljeradius ( w0) ganget med fjernfelts divergensvinklen (θ):
M2: Forholdet mellem stråleparameterproduktet og stråleparameterproduktet af den fundamentale gaussiske stråle, som kan konverteres til BPP:
Ud fra ovenstående formel kan vi nemt finde ud af, at: BPP har intet at gøre med bølgelængden, mens M2-faktoren er relateret til laserbølgelængden.
Værdien af M²-faktoren er uendeligt tæt på 1, hvilket betyder forholdet mellem de reelle data og de ideelle data.Når de rigtige data er tættere på de ideelle data, er strålekvaliteten bedre.
For en fiberlaser med en bølgelængde på 1070nm bør de ideelle parametre være:
Når fiberlaseren BPP eller M2parameterer tættere på denne værdi, er strålekvaliteten bedre, og den tilsvarende divergensvinkel er mindre.
Sådan bestemmes strålekvaliteten
Normalt bruger vi en stråleanalysator til at måle laserens strålekvalitet, lader analysatoren bevæge sig i forhold til den optiske vej og indsamler X-, Y- og Z-information ved flere positioner for at bestemme stråletaljestørrelsen, -positionen og divergensvinklen , og beregn Rayleigh længde og BPP eller M2.
Almindeligt anvendte er knivskærsmetoden og spaltemetoden.Idéerne for de to er grundlæggende de samme, det vil sige at bruge en knivæg eller spalte til at scanne strålen, måle og kortlægge lysfeltfordelingen af et snit, og derefter bevæge dig op og ned for at måle og kortlægge lysfeltet kl. forskellige afstande.Til sidst opnås den tredimensionelle lysfeltfordeling.
▲ Knivskær metode
▲ Spaltemetode
Testen af strålekvalitet er ofte mere kompliceret.Simpelthen kan vi tilnærme estimatet i henhold til fiberkernens diameter og numeriske apertur (NA).
En lysstråle, uanset hvor stort vinkelområdet er, kan kun transmitteres normalt, når det kommer ind i fiberen inden for det kritiske indfaldsvinkelområde.Sinusværdien af denne vinkel α er den numeriske apertur NA af fiberen, det vil sige NA=sinα, som reflekterer lyset modtaget af fiberen.evne.Det kan generelt betragtes som cirka det.
Hvad mener vi normalt med lasere med høj lysstyrke?
Lysstyrke (Br) Definition: Effekttæthed pr. enhedsareal og rumvinkelenhed.Som vi nævnte før, er kerneområdet i en fiberlaser
, den fjernfelts solide vinkel
.
Ifølge ovenstående formel er det ikke svært at se, at den såkaldte høje lysstyrke betyder, at den har højere strålekvalitet (det vil sige mindre BPP eller M2 ) under samme magt.
Som en global leder inden for lasere med høj lysstyrke,GW Laser Tech fokuserer på forskning og udvikling af 976nm fiberlasere med høj lysstyrke, hvilket leder udviklingstrenden af fiberlasere.
Guanghui laserer single-tilstand 10μmlimit fiber output laser, M2<1,1, og 50kw 100μm fiberlaser har en energitæthed tæt på den fysiske grænse.
Konventionel 100μm kernediameter single-mode 4kW laser M2<1,3, multi-mode 12kW laser BPP<4.
▲ Guanghui laser YLPS serie enkelt modul 4KW laser
▲ Guanghui Laser YLPM serie multi-modul 20KW laser
5
Betydning og fordele ved høj lysstyrke
I de senere år er højeffektlasere gradvist blevet hovedkraften på markedet, og fiberlasere bevæger sig også mod højere effekt.12KW lasere er blevet standardkonfigurationen for almindelige laserproducenter.Sidste år steg Guanghui Lasers salg af 20KW lasere markant;på nuværende tidspunkt begynder 40KW lasere gradvist at blive sendt.
De fleste af de nuværende højeffektfiberlasere er sammensat af flere moduler, det vil sige, at lysoutputtet fra flere lasermoduler er koblet til en optisk fiber til output.Sammenlignet med udgangsfiberkernen af et enkelt lasermodul, flere moduler. Den kombinerede outputfiberkernediameter er større, og strålekvaliteten er tilsvarende lavere.
Hvis strålekvaliteten ignoreres, uanset hvor høj effekten er, kan den realiseres gennem multi-modul strålekombinationsskemaet.Men med teknologiske fremskridt og industriel opgradering vil fremstillingsindustrien gradvist bevæge sig mod high-end, hvilket uundgåeligt vil stille højere og højere krav til lasere, ikke kun tilfredsstille stigningen i kraft, men også være mere opmærksom på forbedring af lysstyrken .Disse højeffektlasere, der kun øger effekten uden at være opmærksomme på lysstyrken, vil snart blive elimineret af markedet.
Siden etableringen har GW Laser Techhar været engageret i forskning og udvikling af lasere med høj lysstyrke og vil øge kraften og øge lysstyrken ligeligt.Gennem optimering af enkeltlasermodulteknologi, fiberfusionssplejsning og strålekombineringsskemaer er laserlysstyrken blevet yderligere forbedret.Under de samme strømforhold, efter kollimering og fokusering af det samme optiske system, er stedet ved brændpunktet mindre, og energitætheden er højere.Dette er direkte manifesteret i laserbehandlingsapplikationer: under samme kraft er behandlingshastigheden hurtigere;under samme behandlingshastighed er den nødvendige effekt mindre.
Tag GW Lasers YLPM serie 20KW laserskæring som et eksempel.Sammenlignet med andre lasere med samme effekt er skærehastigheden hurtigere, og denne fordel er især tydelig ved skæring af højreflekterende materialer.
Lasere med høj lysstyrke er en vigtig retning for udviklingen af laserindustrien.Det nuværende højeffektlasermarked har vist åbenlys homogenitet, og store laserproducenter går videre i retning af overlejret effekt.
GWLaserbekymrer sig ikke kun om stigningen i lasereffekt, men er også mere opmærksom på forbedringen af laserlysstyrken.I fremtiden vil vi fortsætte med at udforske i retning af høj lysstyrke, så laseren har bedre strålekvalitet og behandlingsydelse og hjælper kunder med at forbedre behandlingseffektiviteten.
Indlægstid: 21. december 2022