Το λέιζερ έχει τέσσερα κύρια χαρακτηριστικά, δηλαδή υψηλή φωτεινότητα, καλή κατευθυντικότητα, καλή μονοχρωματικότητα και υψηλή συνοχή.Αυτές οι ιδιότητες σχετίζονται μεταξύ τους, καθιστώντας το λέιζερ κατάλληλο για διαφορετικά σενάρια.
Η υψηλή φωτεινότητα του λέιζερ είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό διαφορετικό από τις συνηθισμένες πηγές φωτός και η αύξηση της ισχύος και της φωτεινότητας είναι επίσης ένα αιώνιο θέμα για την ανάπτυξη των λέιζερ.Αυτό που είναι η υψηλή φωτεινότητα, που εκφράζεται σε τεχνική γλώσσα είναι ότι όσο πιο κοντά στο 1 είναι ο δείκτης M2 που περιγράφει την ποιότητα της δέσμης.
Τα τελευταία χρόνια, με τη βελτίωση της τεχνολογίας, τα οικιακά λέιζερ οπτικών ινών ξεπέρασαν σταδιακά το όριο ισχύος, από 12KW σε 20KW.Προς το παρόν, έχει κυκλοφορήσει στην αγορά το υψηλότερο laser οπτικών ινών με ισχύ 30 KW και το επόμενο βήμα είναι τα 50 KW.Όλοι δίνουν προσοχή και ανταγωνίζονται ποιανού η ισχύς εξόδου λέιζερ είναι μεγαλύτερη, αλλά αγνοεί ποιος έχει καλύτερη ποιότητα δέσμης.
Σήμερα ας ρίξουμε μια ματιά στο τι είναι η υψηλή φωτεινότητα και τα πλεονεκτήματα και η σημασία της υψηλής φωτεινότητας.
Ιδιότητες της δέσμης λέιζερ
Το φως λέιζερ που εκπέμπεται από το λέιζερ μοιάζει με αυτό, πρώτα συγκλίνει στο κοντινό πεδίο και μετά εξαπλώνεται στο μακρινό πεδίο
σε,
Η ακτίνα μέσης δέσμης w0 είναι η ακτίνα στην οποία η ακτίνα λέιζερ συγκλίνει στο μικρότερο τμήμα στο κοντινό πεδίο.
Το μήκος Rayleigh ZR είναι η θέση όταν η μέση της δοκού αυξάνεται κατά √2 φορές.
Το μακρινό πεδίο ορίζεται ως το εύρος πέρα από το 4 φορές το μήκος του Rayleigh και το κοντινό πεδίο ορίζεται ως το εύρος εντός 4 φορές το μήκος του Rayleigh.
Η γωνία απόκλισης μακρινού πεδίου θ αντιπροσωπεύει τον βαθμό απόκλισης της δέσμης λέιζερ στο μακρινό πεδίο.
Χαρακτηρισμός Ποιότητας Δέσμης
Η ποιότητα δέσμης είναι η βασική παράμετρος για τον χαρακτηρισμό των χαρακτηριστικών της δέσμης λέιζερ και είναι ένας σημαντικός δείκτης του λέιζερ, ο οποίος χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του βαθμού εστίασης της δέσμης λέιζερ σε μια συγκεκριμένη κατάσταση.Οι κοινώς χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για τον ποσοτικό προσδιορισμό της ποιότητας της δοκού είναι: προϊόν παραμέτρου δοκού (BPP) και M2παράγοντας.
BPP (Beam Parameter Product): προϊόν παραμέτρου δοκού, που ορίζεται ως η ακτίνα μέσης δέσμης ( w0) πολλαπλασιαζόμενη με τη γωνία απόκλισης απομακρυσμένου πεδίου (θ):
Μ2: Ο λόγος του γινομένου της παραμέτρου δέσμης προς το γινόμενο της παραμέτρου δέσμης της θεμελιώδους δέσμης Gauss, η οποία μπορεί να μετατραπεί σε BPP:
Από τον παραπάνω τύπο, μπορούμε εύκολα να βρούμε ότι: Το BPP δεν έχει καμία σχέση με το μήκος κύματος, ενώ ο παράγοντας M2 σχετίζεται με το μήκος κύματος του λέιζερ.
Η τιμή του παράγοντα M² είναι απείρως κοντά στο 1, που σημαίνει την αναλογία των πραγματικών δεδομένων προς τα ιδανικά δεδομένα.Όταν τα πραγματικά δεδομένα είναι πιο κοντά στα ιδανικά δεδομένα, η ποιότητα της δέσμης είναι καλύτερη.
Για ένα λέιζερ ινών με μήκος κύματος 1070 nm, οι ιδανικές παράμετροι θα πρέπει να είναι:
Όταν το laser ινών BPP ή M2παράμετροςείναι πιο κοντά σε αυτή την τιμή, η ποιότητα της δέσμης είναι καλύτερη και η αντίστοιχη γωνία απόκλισης είναι μικρότερη.
Πώς να προσδιορίσετε την ποιότητα της δοκού
Συνήθως, χρησιμοποιούμε έναν αναλυτή δέσμης για να μετρήσουμε την ποιότητα δέσμης του λέιζερ, αφήνουμε τον αναλυτή να κινηθεί σε σχέση με την οπτική διαδρομή και συλλέγουμε πληροφορίες X, Y και Z σε πολλαπλές θέσεις για να προσδιορίσουμε το μέγεθος της μέσης δέσμης, τη θέση και τη γωνία απόκλισης , και υπολογίστε το μήκος Rayleigh και το BPP ή το M2.
Συνήθως χρησιμοποιούνται η μέθοδος με την άκρη του μαχαιριού και η μέθοδος της σχισμής.Οι ιδέες των δύο είναι βασικά οι ίδιες, δηλαδή, χρησιμοποιήστε ένα μαχαίρι ή μια σχισμή για να σαρώσετε τη δέσμη, να μετρήσετε και να χαρτογραφήσετε την κατανομή του πεδίου φωτός ενός τμήματος και, στη συνέχεια, να μετακινηθείτε προς τα πάνω και προς τα κάτω για να μετρήσετε και να χαρτογραφήσετε το πεδίο φωτός στο διαφορετικές αποστάσεις.Τέλος, προκύπτει η τρισδιάστατη κατανομή φωτεινού πεδίου.
▲ Μέθοδος με την άκρη του μαχαιριού
▲ Μέθοδος σχισμής
Η δοκιμή της ποιότητας της δοκού είναι συχνά πιο περίπλοκη.Απλώς, μπορούμε να προσεγγίσουμε την εκτίμηση σύμφωνα με τη διάμετρο του πυρήνα της ίνας και το αριθμητικό άνοιγμα (NA).
Μια δέσμη φωτός, ανεξάρτητα από το πόσο μεγάλο είναι το εύρος γωνίας, μπορεί να μεταδοθεί κανονικά μόνο όταν εισέλθει στην ίνα εντός του εύρους της κρίσιμης γωνίας πρόσπτωσης.Η ημιτονοειδής τιμή αυτής της γωνίας α είναι το αριθμητικό άνοιγμα NA της ίνας, δηλαδή NA=sinα, που αντανακλά το φως που λαμβάνει η ίνα.ικανότητα.Μπορεί γενικά να θεωρηθεί περίπου αυτό.
Τι εννοούμε συνήθως με τον όρο λέιζερ υψηλής φωτεινότητας;
Φωτεινότητα (Br) Ορισμός: Πυκνότητα ισχύος ανά μονάδα επιφάνειας και μονάδα στερεάς γωνίας.Όπως αναφέραμε προηγουμένως, η περιοχή του πυρήνα ενός λέιζερ ινών
, η συμπαγής γωνία του μακρινού πεδίου
.
Σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο, δεν είναι δύσκολο να δούμε ότι η λεγόμενη υψηλή φωτεινότητα σημαίνει ότι έχει υψηλότερη ποιότητα δέσμης (δηλαδή μικρότερη BPP ή M2) υπό την ίδια ισχύ.
Ως παγκόσμιος ηγέτης στα λέιζερ υψηλής φωτεινότητας,Η GW Laser Tech εστιάζει στην έρευνα και ανάπτυξη λέιζερ ινών υψηλής φωτεινότητας 976nm, οδηγώντας την τάση ανάπτυξης των λέιζερ ινών.
Λέιζερ Guanghuiείναι single-λειτουργία 10μmΛέιζερ οριακής εξόδου ινών, M2<1,1 και το λέιζερ ινών 50kw 100μm έχουν ενεργειακή πυκνότητα κοντά στο φυσικό όριο.
Συμβατικό λέιζερ M μονής λειτουργίας 4kW διαμέτρου πυρήνα 100μm2<1,3, πολλαπλών λειτουργιών λέιζερ 12 kW BPP<4.
▲ Guanghui laser σειράς YLPS μονής μονάδας λέιζερ 4KW
▲ Guanghui Laser σειράς YLPM λέιζερ πολλαπλών μονάδων 20KW
5
Σημασία και πλεονεκτήματα της υψηλής φωτεινότητας
Τα τελευταία χρόνια, τα λέιζερ υψηλής ισχύος γίνονται σταδιακά η κύρια δύναμη στην αγορά και τα λέιζερ ινών κινούνται επίσης προς υψηλότερη ισχύ.Τα λέιζερ 12KW έχουν γίνει η τυπική διαμόρφωση των κυρίαρχων κατασκευαστών λέιζερ.Πέρυσι, οι πωλήσεις λέιζερ 20 KW της Guanghui Laser αυξήθηκαν σημαντικά.Επί του παρόντος, τα λέιζερ 40KW αρχίζουν σταδιακά να αποστέλλονται.
Τα περισσότερα από τα τρέχοντα λέιζερ ινών υψηλής ισχύος αποτελούνται από πολλαπλές μονάδες, δηλαδή, η έξοδος φωτός από πολλαπλές μονάδες λέιζερ συνδέεται σε μία οπτική ίνα για έξοδο.Σε σύγκριση με τον πυρήνα ινών εξόδου μιας μονάδας λέιζερ, πολλαπλών μονάδων Η συνδυασμένη διάμετρος του πυρήνα ινών εξόδου είναι μεγαλύτερη και η ποιότητα της δέσμης είναι αντίστοιχα χαμηλότερη.
Εάν η ποιότητα της δέσμης αγνοηθεί, ανεξάρτητα από το πόσο υψηλή είναι η ισχύς, μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω του σχεδίου συνδυασμού δέσμης πολλαπλών μονάδων.Ωστόσο, με την τεχνολογική πρόοδο και τη βιομηχανική αναβάθμιση, η μεταποιητική βιομηχανία θα κινηθεί σταδιακά προς τα high-end, τα οποία αναπόφευκτα θα προβάλλουν όλο και υψηλότερες απαιτήσεις για λέιζερ, όχι μόνο ικανοποιώντας την αύξηση ισχύος, αλλά και δίνοντας μεγαλύτερη προσοχή στη βελτίωση της φωτεινότητας .Αυτά τα λέιζερ υψηλής ισχύος που αυξάνουν μόνο την ισχύ χωρίς να δίνουν προσοχή στη φωτεινότητα θα εξαλειφθούν σύντομα από την αγορά.
Από την ίδρυσή της, η GW Laser Techέχει δεσμευτεί για την έρευνα και την ανάπτυξη λέιζερ υψηλής φωτεινότητας και θα αυξήσει την ισχύ και θα αυξήσει εξίσου τη φωτεινότητα.Μέσω της βελτιστοποίησης της τεχνολογίας μιας μονάδας λέιζερ, της σύντηξης ινών και των σχημάτων συνδυασμού δέσμης, η φωτεινότητα του λέιζερ έχει βελτιωθεί περαιτέρω.Υπό τις ίδιες συνθήκες ισχύος, μετά από ευθυγράμμιση και εστίαση από το ίδιο οπτικό σύστημα, το σημείο στο εστιακό σημείο είναι μικρότερο και η ενεργειακή πυκνότητα υψηλότερη.Αυτό εκδηλώνεται άμεσα σε εφαρμογές επεξεργασίας λέιζερ: με την ίδια ισχύ, η ταχύτητα επεξεργασίας είναι μεγαλύτερη.με την ίδια ταχύτητα επεξεργασίας, η απαιτούμενη ισχύς είναι μικρότερη.
Πάρτε για παράδειγμα την κοπή λέιζερ 20KW της σειράς YLPM της GW Laser.Σε σύγκριση με άλλα λέιζερ με την ίδια ισχύ, η ταχύτητα κοπής είναι μεγαλύτερη και αυτό το πλεονέκτημα είναι ιδιαίτερα εμφανές στην κοπή υλικών υψηλής ανακλαστικότητας.
Τα λέιζερ υψηλής φωτεινότητας είναι μια σημαντική κατεύθυνση για την ανάπτυξη της βιομηχανίας λέιζερ.Η τρέχουσα αγορά λέιζερ υψηλής ισχύος έχει δείξει εμφανή ομοιογένεια και οι μεγάλοι κατασκευαστές λέιζερ προχωρούν προς την κατεύθυνση της υπερτιθέμενης ισχύος.
GWΛέιζερόχι μόνο ενδιαφέρεται για την αύξηση της ισχύος λέιζερ, αλλά δίνει επίσης μεγαλύτερη προσοχή στη βελτίωση της φωτεινότητας του λέιζερ.Στο μέλλον, θα συνεχίσουμε να εξερευνούμε προς την κατεύθυνση της υψηλής φωτεινότητας, έτσι ώστε το λέιζερ να έχει καλύτερη ποιότητα δέσμης και απόδοση επεξεργασίας και να βοηθά τους πελάτες να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα επεξεργασίας.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-21-2022