Laserilla on neljä pääominaisuutta, nimittäin korkea kirkkaus, hyvä suuntaavuus, hyvä monokromaattisuus ja korkea koherenssi.Nämä ominaisuudet liittyvät toisiinsa, mikä tekee laserista sopivan erilaisiin skenaarioihin.
Laserin korkea kirkkaus on tärkeä ominaisuus, joka eroaa tavallisista valonlähteistä, ja tehon ja kirkkauden lisääminen on myös ikuinen aihe lasereiden kehittämiselle.Korkea kirkkaus teknisellä kielellä ilmaistuna on se, että mitä lähempänä yhtä on säteen laatua kuvaava indeksi M2.
Viime vuosina tekniikan kehittymisen myötä kotimaiset kuitulaserit ovat vähitellen rikkoneet tehorajan 12 kW:sta 20 kW:iin.Tällä hetkellä markkinoille on tuotu korkein kuitulaser teholla 30 kW, ja seuraava askel on 50 kW.Kaikki kiinnittävät huomiota ja kilpailevat siitä, kenen laserlähtöteho on suurempi, mutta jättää huomioimatta kumpi on parempi säteen laatu.
Katsotaanpa tänään, mikä on korkea kirkkaus, sekä suuren kirkkauden etuja ja merkitystä.
Lasersäteen ominaisuudet
Laserin lähettämä laservalo näyttää tältä: ensin lähentyy lähikenttään ja sitten leviää kaukokenttään
sisään,
Säteen vyötärösäde w0 on säde, jolla lasersäde konvergoi lähikentän pienimpään osaan;
Rayleighin pituus ZR on paikka, jossa säteen vyötäröä kasvatetaan √2 kertaa;
Kaukokenttä määritellään alueeksi, joka ylittää 4 kertaa Rayleighin pituuden, ja lähikenttä määritellään alueeksi, joka on 4 kertaa Rayleighin pituus;
Kaukokentän hajaantumiskulma θ edustaa lasersäteen divergenssin astetta kaukokentässä.
Säteen laadun luonnehdinta
Säteen laatu on lasersäteen ominaisuuksia kuvaava ydinparametri, ja se on tärkeä laserin indikaattori, jota käytetään lasersäteen fokusasteen mittaamiseen tietyssä tilanteessa.Yleisesti käytetyt menetelmät säteen laadun kvantifioimiseksi ovat: säteen parametritulo (BPP) ja M2tekijä.
BPP (Beam Parameter Product): säteen parametritulo, joka määritellään säteen vyötärön säteenä ( w0) kerrottuna kaukokentän erotuskulmalla (θ):
M2: Sädeparametritulon suhde Gaussin perussäteen sädeparametrituloon, joka voidaan muuntaa BPP:ksi:
Yllä olevasta kaavasta voimme helposti todeta, että: BPP:llä ei ole mitään tekemistä aallonpituuden kanssa, kun taas M2-tekijä liittyy laserin aallonpituuteen.
M²-tekijän arvo on äärettömän lähellä 1:tä, mikä tarkoittaa todellisen datan suhdetta ideaaliseen dataan.Kun todellinen data on lähempänä ihanteellista dataa, säteen laatu on parempi.
Kuitulaserille, jonka aallonpituus on 1070 nm, ihanteellisten parametrien tulisi olla:
Kun kuitulaser BPP tai M2parametrion lähempänä tätä arvoa, säteen laatu on parempi ja vastaava erotuskulma pienempi.
Kuinka määrittää säteen laatu
Yleensä käytämme sädeanalysaattoria laserin säteen laadun mittaamiseen, annamme analysaattorin liikkua suhteessa optiseen polkuun ja keräämme X-, Y- ja Z-tietoja useista kohdista säteen vyötärökoon, sijainnin ja hajoamiskulman määrittämiseksi. ja laske Rayleighin pituus ja BPP tai M2.
Yleisesti käytettyjä ovat veitsenterämenetelmä ja viiltomenetelmä.Näiden kahden ideat ovat pohjimmiltaan samat, eli käytä veitsen terää tai rakoa skannaamaan säde, mittaamaan ja kartoittamaan osan valokentän jakautumista ja sitten liikkumalla ylös ja alas mitataksesi ja kartoittaaksesi valokenttä eri etäisyyksillä.Lopuksi saadaan kolmiulotteinen valokentän jakauma.
▲ Veitsenterämenetelmä
▲ Rakomenetelmä
Säteen laadun testaus on usein monimutkaisempi.Yksinkertaisesti voimme arvioida kuituytimen halkaisijan ja numeerisen aukon (NA) mukaan.
Valonsäde, riippumatta siitä, kuinka suuri kulma-alue on, voi siirtyä normaalisti vain, kun se tulee kuituun kriittisen tulokulman alueella.Tämän kulman α siniarvo on kuidun numeerinen aukko NA, eli NA=sinα, joka heijastaa kuidun vastaanottamaa valoa.kyky.Sitä voidaan yleensä pitää suunnilleen näin.
Mitä yleensä tarkoitamme kirkkailla lasereilla?
Kirkkaus (Br) Määritelmä: Tehon tiheys pinta-alayksikköä ja avaruuskulmayksikköä kohti.Kuten aiemmin mainitsimme, kuitulaserin ydinalue
, kaukokentän avaruuskulma
.
Yllä olevan kaavan mukaan ei ole vaikea nähdä, että niin kutsuttu korkea kirkkaus tarkoittaa, että sillä on korkeampi säteen laatu (eli pienempi BPP tai M2) samalla teholla.
Maailmanlaajuisena johtavana kirkkaiden lasereiden valmistajanaGW Laser Tech keskittyy 976 nm:n kirkkaiden kuitulaserien tutkimukseen ja kehittämiseen ja johtaa kuitulaserien kehitystrendiä.
Guanghui laseron sinkku-tila 10μmrajakuitutuloslaser, M2<1,1, ja 50kw 100μm kuitulaserilla on energiatiheys lähellä fyysistä rajaa.
Perinteinen 100 μm:n ytimen halkaisijaltaan yksimuotoinen 4 kW laser M2<1,3, monimuotoinen 12 kW laser BPP<4.
▲ Guanghui-laser YLPS-sarjan yksimoduulinen 4KW laser
▲ Guanghui Laser YLPM-sarjan monimoduulinen 20 kW laser
5
Korkean kirkkauden merkitys ja edut
Viime vuosina suuritehoisista lasereista on vähitellen tulossa markkinoiden päävoima, ja myös kuitulaserit ovat siirtymässä kohti suurempaa tehoa.12 kW:n lasereista on tullut valtavirran laservalmistajien vakiokokoonpano.Viime vuonna Guanghui Laserin 20 kW:n lasereiden myynti kasvoi merkittävästi;tällä hetkellä 40 kW lasereita aletaan vähitellen toimittaa.
Suurin osa nykyisistä suuritehoisista kuitulasereista koostuu useista moduuleista, toisin sanoen useiden lasermoduulien valoteho on kytketty yhteen optiseen kuituun ulostuloa varten.Verrattuna yhden lasermoduulin lähtökuituytimen, useita moduuleja Yhdistetty lähtökuituytimen halkaisija on suurempi ja säteen laatu vastaavasti huonompi.
Jos säteen laatu jätetään huomioimatta, riippumatta siitä, kuinka suuri teho on, se voidaan toteuttaa monimoduulisen säteen yhdistämismenetelmän avulla.Teknologisen kehityksen ja teollisen päivityksen myötä valmistusteollisuus siirtyy kuitenkin vähitellen kohti huippuluokkaa, mikä väistämättä asettaa lasereille yhä korkeampia vaatimuksia, jotka eivät tyydytä vain tehon kasvua, vaan myös kiinnittävät enemmän huomiota kirkkauden parantamiseen. .Ne suuritehoiset laserit, jotka vain lisäävät tehoa kiinnittämättä huomiota kirkkauteen, tulevat pian pois markkinoilta.
Perustamisestaan lähtien GW Laser Techon sitoutunut korkean kirkkauden lasereiden tutkimukseen ja kehittämiseen ja lisää tehoa ja kirkkautta yhtä paljon.Yksittäisen lasermoduulin teknologian, kuitufuusioliitoksen ja säteen yhdistämismenetelmien optimoinnin ansiosta laserin kirkkautta on parannettu entisestään.Samoissa tehoolosuhteissa saman optisen järjestelmän kollimoinnin ja tarkennuksen jälkeen polttopisteen piste on pienempi ja energiatiheys suurempi.Tämä näkyy suoraan laserkäsittelysovelluksissa: samalla teholla käsittelynopeus on nopeampi;samalla käsittelynopeudella vaadittu teho on pienempi.
Otetaan esimerkkinä GW Laserin YLPM-sarjan 20 kW laserleikkaus.Verrattuna muihin samalla teholla oleviin lasereihin leikkausnopeus on nopeampi, ja tämä etu on erityisen ilmeinen voimakkaasti heijastavien materiaalien leikkaamisessa.
Korkean kirkkauden laserit ovat tärkeä suunta laserteollisuuden kehitykselle.Nykyiset suuritehoisten lasereiden markkinat ovat osoittaneet ilmeistä homogeenisuutta, ja suuret laservalmistajat ovat etenemässä päällekkäisen tehon suuntaan.
GWLaserei vain välitä lasertehon lisäämisestä, vaan myös kiinnittää enemmän huomiota laserin kirkkauden parantamiseen.Jatkamme jatkossakin tutkimista korkean kirkkauden suuntaan, jotta laserilla olisi parempi säteen laatu ja prosessointikyky, ja se auttaa asiakkaita parantamaan käsittelytehokkuutta.
Postitusaika: 21.12.2022