에너지 레이저는 일반적으로 가우시안 빔입니다. 즉, 공간에서 빔의 강도는 가우시안 분포를 나타내며, 이러한 빔은 매우 높은 중간 강도를 가지며 가우시안 윤곽을 따라 바깥쪽으로 점차 감소합니다.
실제 응용 분야에서는 종종 가우시안 빔뿐만 아니라 특정 응용 분야에 필요한 레이저 빔도 필요합니다.예를 들어, 에너지 분포에는 링 분포가 있습니다.빔 모양에는 사각형, 원형 등의 모양이 있습니다.
분포면에서는 링 분포가 있습니다.
가우시안 빔의 에너지 분포는 상대적으로 고르지 않고 중간 에너지가 너무 높아 국부 온도가 너무 높아 레이저와 물질 사이의 상호 작용에 영향을 미칩니다.두 날개의 에너지가 너무 낮아 활용률이 떨어집니다.따라서 어떤 경우에는 레이저 가공 효과를 향상시키기 위해 가우시안 빔을 균일한 에너지 분포를 갖는 플랫탑 빔으로 형성할 필요가 있다.
다음 그림은 가우시안 레이저 프로파일과 플랫 탑 레이저 프로파일의 특성을 보여줍니다.
사용 가능한 빔 중앙 영역의 양쪽에 있는 저강도 섹션을 "2개의 날개"라고 하며 강도가 레이저 가공 응용 프로그램에 필요한 연소 임계값 미만이며 이 두 날개의 에너지는 종종 낭비되어 상당한 결과를 초래합니다. 에너지 사용 감소;동시에 두 날개의 에너지는 대상 영역 밖의 주변 영역에도 피해를 주어 열 영향 영역을 확장합니다.반면에 연소 임계값 이상의 고강도 부분을 "과잉 에너지"라고 하며 이러한 초과 에너지는 기판을 손상시킬 가능성이 있습니다.또한 중앙 부분의 에너지가 너무 집중되어 광학 장치가 손상되기 쉽습니다.
플랫탑 레이저 빔은 가우시안 레이저 빔보다 더 효율적으로 에너지를 사용합니다.가우시안 빔 프로파일에서 애플리케이션에 필요한 강도 임계값 위의 중간에 있는 초과 에너지와 두 날개의 임계값 요구 사항 미만의 에너지는 낭비됩니다.플랫 탑 빔 프로파일에는 날개가 없지만 가장자리 전환이 더 가파르므로 에너지 사용이 더 효율적이고 주변 영역에 대한 손상이 줄어듭니다.
위 그림에서 알 수 있듯이 Flat-top Beam의 에너지는 Gaussian Beam보다 주어진 영역에 더 명확하게 포함됩니다.윗부분이 평평한 빔으로 용접하거나 절단하면 더 정확하고 주변 영역에 대한 손상이 적습니다.
플랫탑 빔으로 절단할 때 더 깔끔하게 절단되고 더 날카로운 모서리가 생성될 수 있습니다.
플랫 탑 빔으로 용접할 때 용접의 틈이 가우시안 빔의 경우보다 더 매끄러워집니다.
플랫 탑 빔의 단점은 무엇입니까?
가우시안 빔과 달리 자유 공간에서 전파되면서 강도의 모양이 변하기 때문에 장거리 전파에 도움이 되지 않습니다.가우시안 빔이 전파되는 동안 빔 크기가 변경되더라도 빔 윤곽은 여전히 가우시안입니다.
일반적으로 레이저는 가우시안 빔을 방출한 다음 평면 상단 빔을 얻기 위해 강도 형태를 변경하는 데 적절한 광학 부품을 사용해야 합니다.
Guanghui Laser의 고유한 HBF 기술(고휘도 플랫탑),광섬유 출력 고휘도 플랫 탑 라이트를 통해 스폿의 가장자리가 날카 롭고 높은 에너지 임계 값은 열 영향 영역과 손상을 줄이면서 레이저 에너지 활용률을 향상시킬 수 있으며 레이저 처리 속도와 정확도를 효과적으로 향상시킵니다.
Guanghui Laser의 5M-12000W 레이저를 예로 들면 동일한 전력 대역의 다른 레이저와 비교하여 에너지 사용률을 크게 향상시킬 수 있으며 가장 직관적인 구현은 절단 속도가 크게 가속된다는 것입니다.
두꺼운 판을 절단할 때(아래 그림에 표시된 16mm 탄소강 산소 절단) HBF 기술을 사용한 플랫 탑 스폿 절단이 더 매끄럽고 절단 모서리가 가우시안 스폿보다 더 날카롭습니다.
Gaussian과 Flat top은 레이저 빔의 중요한 특징이며, 이들의 차이점을 이해한 후 향후 레이저 가공에서 이러한 차이점에 따라 합리적으로 선택할 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 7월 1일