Leistung und Helligkeit Zweiradantrieb bestimmen die zukünftige Entwicklung von Faserlasern

Laser hat vier Haupteigenschaften, nämlich hohe Helligkeit, gute Richtwirkung, gute Monochromatizität und hohe Kohärenz.Diese Eigenschaften hängen miteinander zusammen, wodurch sich der Laser für unterschiedliche Szenarien eignet.

Die hohe Helligkeit des Lasers ist ein wichtiges Merkmal, das sich von gewöhnlichen Lichtquellen unterscheidet, und die Erhöhung der Leistung und Helligkeit ist auch ein ewiges Thema für die Entwicklung von Lasern.Hohe Helligkeit bedeutet in der Fachsprache, dass je näher an 1 der Index M2 liegt, der die Strahlqualität beschreibt.

In den letzten Jahren haben inländische Faserlaser mit der Verbesserung der Technologie allmählich die Leistungsgrenze von 12 kW auf 20 kW durchbrochen.Derzeit wurde der höchste Faserlaser mit einer Leistung von 30 KW auf den Markt gebracht, die nächste Stufe sind 50 KW.Jeder achtet und konkurriert darum, wessen Laserleistung höher ist, ignoriert aber, wer die bessere Strahlqualität hat.

Lassen Sie uns heute einen Blick darauf werfen, was hohe Helligkeit ist und welche Vorteile und Bedeutung hohe Helligkeit hat.

Eigenschaften des Laserstrahls

Das vom Laser emittierte Laserlicht sieht so aus, zuerst im Nahfeld konvergierend und dann im Fernfeld breit werdend

in,

Der Strahltaillenradius w0 ist der Radius, bei dem der Laserstrahl auf den kleinsten Abschnitt im Nahfeld konvergiert;

Die Rayleigh-Länge ZR ist die Position, an der die Strahltaille um das √2-fache erhöht wird;

Das Fernfeld ist definiert als die Entfernung jenseits der 4-fachen Rayleigh-Länge, und das Nahfeld ist definiert als die Entfernung innerhalb der 4-fachen Rayleigh-Länge;

Der Fernfeld-Divergenzwinkel θ repräsentiert den Grad der Divergenz des Laserstrahls im Fernfeld.

Charakterisierung der Strahlqualität

Die Strahlqualität ist der zentrale Parameter zur Charakterisierung der Eigenschaften des Laserstrahls und ein wichtiger Indikator des Lasers, der verwendet wird, um den Grad der Fokussierung des Laserstrahls in einer bestimmten Situation zu messen.Häufig verwendete Methoden zur Quantifizierung der Strahlqualität sind: Strahlparameterprodukt (BPP) und M2^Faktor.

BPP (Beam Parameter Product): Strahlparameterprodukt, definiert als Strahltaillenradius (w₀) multipliziert mit dem Fernfelddivergenzwinkel (θ):

M²: Das Verhältnis des Strahlparameterprodukts zum Strahlparameterprodukt des Gaußschen Grundstrahls, das in BPP umgewandelt werden kann:

Aus der obigen Formel können wir leicht feststellen: BPP hat nichts mit der Wellenlänge zu tun, während der M2-Faktor mit der Laserwellenlänge zusammenhängt.

Der Wert des M²-Faktors liegt unendlich nahe bei 1, was das Verhältnis der realen Daten zu den idealen Daten bedeutet.Wenn die realen Daten näher an den idealen Daten liegen, ist die Strahlqualität besser .

Für einen Faserlaser mit einer Wellenlänge von 1070 nm sollten die idealen Parameter sein:

Beim Faserlaser BPP oder M2^Parameternäher an diesem Wert liegt, ist die Strahlqualität besser und der entsprechende Divergenzwinkel kleiner.

So bestimmen Sie die Strahlqualität

Normalerweise verwenden wir einen Strahlanalysator, um die Strahlqualität des Lasers zu messen, lassen den Analysator relativ zum Strahlengang bewegen und sammeln X-, Y- und Z-Informationen an mehreren Positionen, um die Strahltaillengröße, -position und den Divergenzwinkel zu bestimmen , und berechnen Sie die Rayleigh-Länge und BPP oder M2.

Üblicherweise verwendet werden das Messerkantenverfahren und das Schlitzverfahren.Die Ideen der beiden sind im Grunde gleich, das heißt, verwenden Sie eine Messerschneide oder einen Schlitz, um den Strahl zu scannen, messen und kartieren Sie die Lichtfeldverteilung eines Abschnitts und bewegen Sie sich dann nach oben und unten, um das Lichtfeld zu messen und zu kartieren unterschiedliche Distanzen.Schließlich wird die dreidimensionale Lichtfeldverteilung erhalten.

▲ Messerkantenmethode

▲ Spaltverfahren

Die Prüfung der Strahlqualität ist oft komplizierter.Wir können die Schätzung einfach anhand des Faserkerndurchmessers und der numerischen Apertur (NA) annähern.

Ein Lichtstrahl, egal wie groß der Winkelbereich ist, kann nur dann normal übertragen werden, wenn er innerhalb des kritischen Einfallswinkelbereichs in die Faser eintritt.Der Sinuswert dieses Winkels α ist die numerische Apertur NA der Faser, dh NA = sinα, die das von der Faser empfangene Licht reflektiert.Fähigkeit.Es kann im Allgemeinen ungefähr davon ausgegangen werden.

Was verstehen wir normalerweise unter High-Brightness-Lasern?

Helligkeit (Br) Definition: Leistungsdichte pro Flächeneinheit und Raumwinkeleinheit.Wie bereits erwähnt, der Kernbereich eines Faserlasers, der Fernfeld-Raumwinkel.

Gemäß der obigen Formel ist es nicht schwer zu erkennen, dass die sogenannte hohe Helligkeit bedeutet, dass sie eine höhere Strahlqualität hat (d. h. kleinere BPP oder M^{2 ) unter der gleichen Macht.}

Als weltweit führender Anbieter von HochleistungslasernGW Laser Tech konzentriert sich auf die Forschung und Entwicklung von 976-nm-Faserlasern mit hoher Helligkeit und führt den Entwicklungstrend von Faserlasern an.

Guanghui-Laserist Single-Modus 10 μmGrenzfaserausgangslaser, M²<1,1, und 50kw 100μm Faserlaser haben eine Energiedichte nahe der physikalischen Grenze.

Herkömmlicher 4-kW-Singlemode-Laser mit 100 μm Kerndurchmesser M²<1,3, Multimode-12-kW-Laser BPP<4.

▲ Guanghui Laser YLPS Serie Einzelmodul 4KW Laser

▲ Guanghui Laser YLPM-Serie Multi-Modul-20KW-Laser

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Bedeutung und Vorteile hoher Helligkeit

In den letzten Jahren haben sich Hochleistungslaser allmählich zur Hauptkraft auf dem Markt entwickelt, und auch Faserlaser bewegen sich in Richtung höherer Leistung.12-kW-Laser sind zur Standardkonfiguration der Mainstream-Laserhersteller geworden.Im vergangenen Jahr stieg der Umsatz von Guanghui Laser mit 20-kW-Lasern erheblich;Derzeit werden 40-kW-Laser nach und nach ausgeliefert.

Die meisten der derzeitigen Hochleistungs-Faserlaser sind aus mehreren Modulen zusammengesetzt, das heißt, das Licht, das von mehreren Lasermodulen ausgegeben wird, wird zur Ausgabe in eine optische Faser eingekoppelt.Im Vergleich zum Ausgangsfaserkern eines einzelnen Lasermoduls ist bei mehreren Modulen der kombinierte Ausgangsfaserkerndurchmesser größer und die Strahlqualität entsprechend geringer.

Wenn die Strahlqualität vernachlässigt wird, kann dies unabhängig davon, wie hoch die Leistung ist, durch das Mehrmodul-Strahlkombinationsschema realisiert werden.Mit dem technologischen Fortschritt und der industriellen Modernisierung wird sich die Fertigungsindustrie jedoch allmählich in Richtung High-End bewegen, was zwangsläufig immer höhere Anforderungen an Laser stellen wird, die nicht nur der Leistungssteigerung gerecht werden, sondern auch der Verbesserung der Helligkeit mehr Aufmerksamkeit schenken .Jene Hochleistungslaser, die nur die Leistung erhöhen, ohne auf die Helligkeit zu achten, werden bald vom Markt verschwinden.

Seit seiner Gründung hat GW Laser Techhat sich der Forschung und Entwicklung von Lasern mit hoher Helligkeit verschrieben und wird die Leistung und die Helligkeit gleichermaßen erhöhen.Durch die Optimierung der Einzellasermodultechnologie, des Faserschmelzspleißens und der Strahlkombinationsschemata wurde die Laserhelligkeit weiter verbessert.Unter gleichen Leistungsbedingungen ist nach Kollimation und Fokussierung durch das gleiche optische System der Fleck im Brennpunkt kleiner und die Energiedichte höher.Dies zeigt sich direkt in Laserbearbeitungsanwendungen: Bei gleicher Leistung ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit höher;bei gleicher Verarbeitungsgeschwindigkeit ist die benötigte Leistung kleiner.

Nehmen Sie als Beispiel die 20-kW-Laserschneidanlage der YLPM-Serie von GW Laser.Im Vergleich zu anderen Lasern bei gleicher Leistung ist die Schnittgeschwindigkeit höher, und dieser Vorteil wird besonders beim Schneiden von stark reflektierenden Materialien deutlich.

Hochleistungslaser sind eine wichtige Richtung für die Entwicklung der Laserindustrie.Der aktuelle Markt für Hochleistungslaser hat eine offensichtliche Homogenität gezeigt, und große Laserhersteller schreiten in Richtung überlagerter Leistung voran.

GWLaserkümmert sich nicht nur um die Erhöhung der Laserleistung, sondern widmet auch der Verbesserung der Laserhelligkeit mehr Aufmerksamkeit.In Zukunft werden wir weiter in Richtung hoher Helligkeit forschen, damit der Laser eine bessere Strahlqualität und Verarbeitungsleistung aufweist und Kunden hilft, die Verarbeitungseffizienz zu verbessern.