A lézernek négy fő jellemzője van, nevezetesen a nagy fényerő, a jó irányíthatóság, a jó monokromatikusság és a magas koherencia.Ezek a tulajdonságok összefüggenek egymással, így a lézer alkalmas különböző forgatókönyvekre.
A lézer nagy fényereje a hagyományos fényforrásoktól eltérő fontos tulajdonság, és a teljesítmény és a fényerő növelése is örök téma a lézerek fejlesztésében.Ami a nagy fényerőt jelenti szaknyelven, az az, hogy minél közelebb van az 1-hez, az a sugárminőséget leíró M2 index.
Az elmúlt években a technológia fejlődésével a hazai üvegszálas lézerek fokozatosan áttörték a teljesítményhatárt, 12KW-ról 20KW-ra.Jelenleg a legmagasabb szálas lézer került forgalomba 30KW teljesítménnyel, a következő lépés pedig 50KW.Mindenki odafigyel és versenyez, hogy kinek a lézer kimeneti teljesítménye nagyobb, de figyelmen kívül hagyja, hogy kinek a sugárminősége jobb.
Ma vessünk egy pillantást arra, hogy mi a nagy fényerő, valamint a nagy fényerő előnyei és jelentősége.
A lézersugár tulajdonságai
A lézer által kibocsátott lézerfény így néz ki, először a közeli mezőben konvergál, majd szétterül a távoli mezőben
ban ben,
A w0 sugár deréksugár az a sugár, amelynél a lézersugár a közeli mező legkisebb szakaszához konvergál;
A Rayleigh hossz ZR az a helyzet, amikor a nyaláb dereka √2-szeresére nő;
A távoli mező a Rayleigh-hossz négyszeresét meghaladó tartomány, a közeli mező pedig a Rayleigh-hossz négyszeresén belüli tartomány;
A távoli térbeli divergencia szöge θ a lézersugár távoli térbeli divergenciájának mértékét jelenti.
A sugárminőség jellemzése
A sugár minősége a lézersugár jellemzőit jellemző alapvető paraméter, és a lézer fontos mutatója, amellyel a lézersugár fókuszálási fokát mérik egy adott helyzetben.A nyaláb minőségének számszerűsítésére általánosan használt módszerek a következők: nyalábparaméter-szorzat (BPP) és M2tényező.
BPP (Beam Parameter Product): sugárparaméter-szorzat, a sugár derék sugaraként ( w0) megszorozva a távoli tér divergencia szögével (θ):
M2: A nyalábparaméter-szorzat és az alap Gauss-nyaláb nyalábparaméter-szorzatának aránya, amely BPP-re konvertálható:
A fenti képletből könnyen megállapíthatjuk, hogy: a BPP-nek semmi köze a hullámhosszhoz, míg az M2 tényező a lézer hullámhosszához kapcsolódik.
Az M²-tényező értéke végtelenül közel van az 1-hez, ami a valós adatok és az ideális adatok arányát jelenti.Ha a valós adatok közelebb állnak az ideális adatokhoz, a sugár minősége jobb.
Egy 1070 nm hullámhosszú szálas lézer esetében az ideális paraméterek a következők:
Amikor a szálas lézer BPP vagy M2paraméterközelebb van ehhez az értékhez, a nyaláb minősége jobb és a megfelelő eltérési szög kisebb.
Hogyan határozzuk meg a sugár minőségét
Általában sugárelemzőt használunk a lézer sugárminőségének mérésére, hagyjuk az analizátort az optikai úthoz képest elmozdulni, és több pozícióban gyűjtjük az X, Y és Z információkat a sugár derékméretének, helyzetének és divergenciájának meghatározásához. , és számítsa ki Rayleigh hosszát és BPP-t vagy M2-t.
Általánosan használt a késéles módszer és a hasított módszer.A kettő elgondolása alapvetően megegyezik, vagyis egy késhegy vagy rés segítségével pásztázzuk le a sugarat, mérjük meg és térképezzük fel egy szakasz fénytéreloszlását, majd fel-le mozgatva mérjük és térképezzük fel a fényteret különböző távolságok.Végül megkapjuk a háromdimenziós fénytéreloszlást.
▲ Késéles módszer
▲ Rés módszer
A sugár minőségének vizsgálata gyakran bonyolultabb.Egyszerűen közelíthetjük a becslést a szálmag átmérője és a numerikus apertúra (NA) alapján.
A fénysugár, függetlenül attól, hogy mekkora a szögtartomány, csak akkor sugározható át normálisan, ha a kritikus beesési szögtartományon belül belép a szálba.Ennek az α szögnek a szinuszértéke a szál NA numerikus apertúrája, azaz NA=sinα, amely a szál által fogadott fényt tükrözi.képesség.Általában nagyjából annak tekinthető.
Mit értünk általában nagy fényerejű lézereken?
Fényerő (Br) Meghatározás: Az egységnyi területre és egységnyi térszögre eső teljesítménysűrűség.Mint korábban említettük, a szálas lézer magterülete
, a távoli térszög
.
A fenti képlet alapján nem nehéz belátni, hogy az ún. nagy fényerő azt jelenti, hogy jobb sugárminőségű (azaz kisebb BPP vagy M2) azonos teljesítmény mellett.
A nagy fényerejű lézerek világelsőjekéntA GW Laser Tech a 976 nm-es, nagy fényerejű szálas lézerek kutatására és fejlesztésére összpontosít, és a szálas lézerek fejlesztési trendjét vezeti.
Guanghui lézeregyetlen-mód 10μmlimit fiber output lézer, M2<1,1, és 50kw 100μm szálas lézer energiasűrűsége közel van a fizikai határértékhez.
Hagyományos 100μm magátmérőjű egymódusú 4kW lézer M2<1,3, több üzemmódú 12 kW-os lézer BPP<4.
▲ Guanghui lézer YLPS sorozatú egymodulos 4KW lézer
▲ Guanghui Laser YLPM sorozatú többmodulos 20 kW-os lézer
5
A nagy fényerő jelentősége és előnyei
Az elmúlt években fokozatosan a nagy teljesítményű lézerek válnak a piac fő erőjévé, és a szálas lézerek is a nagyobb teljesítmény felé haladnak.A 12 kW-os lézerek a főbb lézergyártók standard konfigurációjává váltak.Tavaly jelentősen nőtt a Guanghui Laser 20 kW-os lézereinek értékesítése;jelenleg a 40 kW-os lézereket fokozatosan kezdik kiszállítani.
A jelenlegi nagy teljesítményű szálas lézerek többsége több modulból áll, vagyis a több lézermodul fénykibocsátását egyetlen optikai szálba kapcsolják a kimenethez.Egyetlen lézermodul kimeneti szálas magjához képest több modul A kombinált kimeneti szálmag átmérője nagyobb, és a sugár minősége ennek megfelelően alacsonyabb.
Ha a nyaláb minőségét figyelmen kívül hagyjuk, függetlenül attól, hogy milyen nagy a teljesítmény, ez a többmodulos sugárkombinációs sémán keresztül megvalósítható.A technológiai fejlődéssel és az ipari korszerűsítéssel azonban a feldolgozóipar fokozatosan a csúcsminőség felé fog elmozdulni, ami óhatatlanul egyre magasabb követelményeket támaszt majd a lézerekkel szemben, nem csak a teljesítménynövekedést kielégítve, hanem a fényerő javítására is nagyobb figyelmet fordítva. .Azokat a nagy teljesítményű lézereket, amelyek csak növelik a teljesítményt anélkül, hogy a fényerőre figyelnének, hamarosan megszűnik a piac.
Megalakulása óta a GW Laser Techelkötelezett a nagy fényerejű lézerek kutatása és fejlesztése mellett, és egyformán növelni fogja a teljesítményt és a fényerőt.Az egyetlen lézermodulos technológia optimalizálása, a szálfúziós illesztés és a sugárkombinációs sémák révén a lézer fényereje tovább javult.Azonos teljesítményviszonyok mellett, ugyanazon optikai rendszerrel végzett kollimáció és fókuszálás után a fókuszpontban lévő folt kisebb és az energiasűrűség nagyobb.Ez közvetlenül megnyilvánul a lézeres feldolgozási alkalmazásokban: azonos teljesítmény mellett gyorsabb a feldolgozási sebesség;azonos feldolgozási sebesség mellett a szükséges teljesítmény kisebb.
Vegyük például a GW Laser YLPM sorozatú 20 kW-os lézervágását.Más, azonos teljesítményű lézerekkel összehasonlítva a vágási sebesség gyorsabb, és ez az előny különösen jól tükröződik a fényvisszaverő anyagok vágásakor.
A nagy fényerejű lézerek a lézeripar fejlődésének fontos irányát jelentik.A jelenlegi nagyteljesítményű lézerpiac nyilvánvaló homogenitást mutatott, és a nagy lézergyártók a szuperponált teljesítmény irányába haladnak.
GWLézernemcsak a lézerteljesítmény növelésével törődik, hanem nagyobb figyelmet fordít a lézer fényerejének javítására is.A jövőben folytatjuk a kutatást a nagy fényerő irányába, hogy a lézer jobb sugárminőséget és feldolgozási teljesítményt nyújtson, és segítse az ügyfeleket a feldolgozási hatékonyság javításában.
Feladás időpontja: 2022. december 21