בלייזר האנרגיה נמצאת בדרך כלל קרן גאוס, כלומר, עוצמת הקרן בחלל מציגה התפלגות גאוסית, לקרן כזו יש עוצמת ביניים גבוהה מאוד, והיא יורדת בהדרגה לאורך קו המתאר של גאוס כלפי חוץ.
ביישומים מעשיים, לרוב נדרשות לא רק קרני גאוס, אלא גם קרני לייזר לצרכי יישום ספציפיים.לדוגמה, בחלוקת האנרגיה, קיימת התפלגות טבעת;על צורת הקורה יש צורות כמו ריבוע, עגול וכו'.
מבחינת חלוקה יש חלוקת טבעת
חלוקת האנרגיה של קרן גאוס היא יחסית לא אחידה, ואנרגיית הביניים גבוהה מדי, מה שיגרום לטמפרטורה המקומית להיות גבוהה מדי ולהשפיע על האינטראקציה בין הלייזר לחומר;האנרגיה של שני האגפים נמוכה מדי, מה שמפחית את קצב הניצול.לכן, במקרים מסוימים, יש צורך ליצור קרן גאוס לקרן שטוחה עם חלוקת אנרגיה אחידה כדי לשפר את אפקט עיבוד הלייזר.
האיורים הבאים מציגים את המאפיינים של פרופיל הלייזר גאוס ופרופיל הלייזר העליון השטוח:
הקטעים בעלי העוצמה הנמוכה משני צידי האזור המרכזי הזמין של האלומה נקראים "שתי כנפיים" שעוצמתן מתחת לסף הצריבה הנדרש ליישומי עיבוד לייזר, והאנרגיה של שתי הכנפיים הללו מתבזבזת לרוב, וכתוצאה מכך נוצרת כמות משמעותית הפחתת ניצול האנרגיה;במקביל, האנרגיה של שתי הכנפיים תפגע גם בסביבה שמחוץ לאזור המטרה, ובכך תרחיב את האזור המושפע מהחום.מאידך, החלקים בעלי העוצמה הגבוהה שמעל סף השריפה נקראים "אנרגיה עודפת", ולאנרגיה העודפת הללו יש פוטנציאל לפגוע במצע;מה גם שהאנרגיה בחלק המרכזי מרוכזת מדי, וקל לפגוע באופטיקה.
קרני לייזר שטוחות משתמשות באנרגיה בצורה יעילה יותר מאשר קרני לייזר גאוסיות.בפרופיל האלומה גאוסית, מתבזבזים עודפי אנרגיה באמצע מעל סף העוצמה הנדרש על ידי היישום ואנרגיה מתחת לדרישת הסף בשתי האגפים.אין כנפיים בפרופיל הקורה השטוח, אך ישנם מעברי קצה תלולים יותר, כך ששימוש באנרגיה יעיל יותר והנזק לאזור שמסביב מצטמצם.
כפי שניתן לראות מהאיור שלמעלה, האנרגיה של קרן שטוחה מוכלת בצורה ברורה יותר באזור נתון מאשר קרן גאוסית.ריתוך או חיתוך עם קורה שטוחה יהיו מדויקים יותר ופחות נזקים לסביבה.
בעת חיתוך עם קורה שטוחה, ניתן לייצר חתכים נקיים יותר וקצוות חדים יותר.
בעת ריתוך עם קורה שטוחה, הרווחים בריתוך יהיו חלקים יותר מאשר במקרה של קורות גאוסיות.
מהם החסרונות של קורות שטוחות?
בניגוד לקורות גאוסיות, צורת העוצמה משתנה ככל שהן מתפשטות בחלל פנוי, ולכן היא אינה תורמת להתפשטות למרחקים ארוכים.במהלך התפשטות האלומה גאוסית, גם אם גודל האלומה משתנה, מתאר האלומה עדיין גאוסי.
בדרך כלל הלייזר פולט קרן גאוסית, ואז צריך להשתמש בכמה רכיבים אופטיים מתאימים כדי לשנות את צורת העוצמה שלו כדי לקבל קרן עליונה שטוחה.
טכנולוגיית ה-HBF הייחודית של Guanghui Laser(גבוהה בהירות שטוחה),באמצעות פלט סיבים אופטיים אור עליון שטוח בהירות גבוהה, קצה הנקודה חד, סף אנרגיה גבוה, יכול לשפר את קצב ניצול אנרגיית הלייזר תוך הפחתת האזור והנזק המושפעים מהחום, לשפר ביעילות את מהירות העיבוד והדיוק של הלייזר.
אם ניקח לדוגמא את הלייזר 5M-12000W של Guanghui Laser, בהשוואה ללייזרים אחרים באותה רצועת הספק, ניתן לשפר מאוד את קצב ניצול האנרגיה, וההתגלמות האינטואיטיבית ביותר היא שמהירות החיתוך מואצת מאוד.
בעת חיתוך לוחות עבים (חיתוך חמצן 16 מ"מ פלדת פחמן המוצגת באיור למטה), חיתוך הנקודה העליונה השטוחה באמצעות טכנולוגיית HBF חלקה יותר וקצה החתך חד יותר מהנקודה הגאוסיאנית.
צמרות גאוס ושטוחות הן תכונה חשובה של קרן הלייזר, ולאחר הבנת ההבדלים ביניהן, ניתן לבחור אותן באופן סביר בהתאם להבדלים הללו בעיבוד לייזר עתידי.
זמן פרסום: יולי-01-2022