Эрчим хүч ба гэрэл гэгээ Хоёр дугуйт хөтлөгч нь ирээдүйн шилэн лазерын хөгжлийг тодорхойлдог

Лазер нь өндөр тод, сайн чиглэлтэй, сайн монохромат, өндөр уялдаатай гэсэн дөрвөн үндсэн шинж чанартай байдаг.Эдгээр шинж чанарууд нь хоорондоо холбоотой тул лазерыг янз бүрийн хувилбаруудад тохиромжтой болгодог.

Лазерын өндөр тод байдал нь энгийн гэрлийн эх үүсвэрээс ялгаатай чухал шинж чанар бөгөөд хүч, гэрэлтүүлгийг нэмэгдүүлэх нь лазерыг хөгжүүлэх мөнхийн сэдэв юм.Техникийн хэлээр илэрхийлсэн өндөр тод байдал нь 1-д ойртох тусам цацрагийн чанарыг тодорхойлсон M2 индекс байна.

Сүүлийн жилүүдэд технологи сайжирснаар дотоодын шилэн лазерууд 12кВт-аас 20кВт хүртэл эрчим хүчний хязгаарыг аажмаар даван туулж байна.Одоогийн байдлаар 30 кВт-ын чадалтай хамгийн өндөр шилэн лазерыг зах зээлд гаргасан бөгөөд дараагийн алхам нь 50 кВт юм.Хүн бүр анхаарлаа хандуулж, хэний лазерын гаралтын чадал өндөр болохыг уралддаг ч хэн нь илүү сайн цацрагийн чанартай болохыг үл тоомсорлодог.

Өнөөдөр бид өндөр тод байдал гэж юу болох, өндөр тод байдлын давуу тал, ач холбогдлыг авч үзье.

Лазер туяаны шинж чанарууд

Лазераас ялгарах лазерын гэрэл нь эхлээд ойрын талбарт нэгдэж, дараа нь алс холын зайд тархдаг иймэрхүү харагддаг.

онд,

Цацрагийн бүсэлхийн радиус w0 нь лазер туяа ойрын талбайн хамгийн жижиг хэсэг рүү нийлэх радиус юм;

Rayleigh урт ZR нь цацрагийн бүсэлхийг √2 дахин нэмэгдүүлэх байрлал юм;

Алсын талбар нь Рэйлэйгийн уртаас 4 дахин их зайд, ойрын талбар нь Рэйлийн уртаас 4 дахин их зайд тодорхойлогддог;

Алсын талбайн ялгарах өнцөг θ нь алслагдсан талбар дахь лазерын цацрагийн ялгарах зэргийг илэрхийлнэ.

Цацрагийн чанарын шинж чанар

Цацрагийн чанар нь лазер туяаны шинж чанарыг тодорхойлох үндсэн параметр бөгөөд тодорхой нөхцөл байдалд лазер туяаны фокусын түвшинг хэмжихэд ашигладаг лазерын чухал үзүүлэлт юм.Цацрагийн чанарыг хэмжихэд түгээмэл хэрэглэгддэг аргууд нь: цацрагийн параметрийн бүтээгдэхүүн (BPP) ба M2^{хүчин зүйл}.

BPP (Beam Parameter Product): цацрагийн бүсэлхийн радиус ( w) гэж тодорхойлсон цацрагийн параметрийн бүтээгдэхүүн₀) алсын талбайн ялгарах өнцгөөр (θ) үржүүлсэн:

М²: Цацрагийн параметрийн үржвэрийг BPP болгон хувиргаж болох үндсэн Гауссын цацрагийн цацрагийн параметрийн бүтээгдэхүүнд харьцуулсан харьцаа:

Дээрх томъёоноос бид амархан олж чадна: BPP нь долгионы урттай ямар ч холбоогүй, харин M2 хүчин зүйл нь лазер долгионы урттай холбоотой байдаг.

M² хүчин зүйлийн утга нь 1-тэй хязгааргүй ойрхон бөгөөд энэ нь бодит өгөгдлийг хамгийн тохиромжтой өгөгдөлтэй харьцуулсан харьцаа гэсэн үг юм.Бодит өгөгдөл нь хамгийн тохиромжтой өгөгдөлд ойртох тусам цацрагийн чанар сайжирна.

1070 нм долгионы урттай шилэн лазерын хувьд хамгийн тохиромжтой параметрүүд нь:

Хэзээ шилэн лазер BPP эсвэл M2^{параметр}Энэ утгад ойртох тусам цацрагийн чанар сайн, харгалзах ялгааны өнцөг бага байна.

Цацрагийн чанарыг хэрхэн тодорхойлох вэ

Бид ихэвчлэн цацрагийн анализатор ашиглан лазерын цацрагийн чанарыг хэмжиж, анализаторыг оптик замтай харьцуулан хөдөлгөж, X, Y, Z мэдээллийг олон байрлалаас цуглуулж цацрагийн бүсэлхийн хэмжээ, байрлал, ялгах өнцгийг тодорхойлдог. , мөн Rayleigh урт ба BPP эсвэл M2-ийг тооцоол.

Ихэвчлэн хутганы иртэй арга, ангархай аргыг хэрэглэдэг.Энэ хоёрын санаа нь үндсэндээ ижил, өөрөөр хэлбэл хутганы ир эсвэл ангархай ашиглан цацрагийг сканнердаж, тухайн хэсгийн гэрлийн талбайн тархалтыг хэмжиж, зураглаж, дараа нь дээш доош хөдөлж, гэрлийн талбарыг хэмжиж, зураглаж болно. өөр өөр зай.Эцэст нь гурван хэмжээст гэрлийн талбайн тархалтыг олж авна.

▲ Хутганы иртэй арга

▲ Хагархай арга

Цацрагийн чанарыг шалгах нь ихэвчлэн илүү төвөгтэй байдаг.Энгийнээр хэлэхэд бид шилэн судлын диаметр ба тоон нүхний (NA) дагуу тооцооллыг ойролцоогоор гаргаж болно.

Гэрлийн цацраг хэчнээн том өнцгийн хүрээтэй байсан ч эгзэгтэй өнцгийн мужид шилэн дотор орох үед л хэвийн дамждаг.Энэ өнцгийн α-ийн синусын утга нь эслэгийн NA тоон апертур буюу шилэнд хүлээн авсан гэрлийг тусгах NA=sinα юм.чадвар.Үүнийг ерөнхийдөө ойролцоогоор гэж үзэж болно.

Бид ихэвчлэн өндөр тод лазер гэж юуг хэлдэг вэ?

Гэрэлтүүлэг (Br) Тодорхойлолт: Нэгж талбайд ногдох эрчим хүчний нягт ба нэгж цул өнцөг.Өмнө дурьдсанчлан шилэн лазерын үндсэн хэсэг, алсын талбайн хатуу өнцөг.

Дээрх томьёоны дагуу өндөр гэрэл гэгээ гэж нэрлэгддэг нь илүү өндөр цацрагийн чанар (өөрөөр хэлбэл, бага BPP эсвэл M) байна гэсэн үг гэдгийг ойлгоход хэцүү биш юм.^{2) ижил эрх мэдэл дор.}

Өндөр тод лазерын дэлхийн тэргүүлэгчийн хувьд,GW Laser Tech нь 976 нм өндөр гэрэлтэх шилэн лазерын судалгаа, хөгжилд анхаарлаа хандуулж, шилэн лазерын хөгжлийн чиг хандлагыг тэргүүлдэг.

Гуанхуй лазерганц бие -горим 10μmшилэн гаралтын лазерыг хязгаарлах, М²<1.1 ба 50kw 100μm шилэн лазер нь физикийн хязгаарт ойрхон энергийн нягтралтай байдаг.

Уламжлалт 100μm гол диаметртэй нэг горимт 4кВт лазер М²<1.3, олон горимт 12кВт лазер BPP<4.

▲ Guanghui laser YLPS цувралын нэг модуль 4KW лазер

▲ Guanghui Laser YLPM цуврал олон модуль 20KW лазер

5

Өндөр гэрэлтүүлгийн ач холбогдол ба давуу тал

Сүүлийн жилүүдэд өндөр хүчин чадалтай лазерууд аажмаар зах зээлийн гол хүч болж, шилэн лазерууд ч илүү өндөр хүчин чадал руу шилжиж байна.12 кВт-ын лазер нь үндсэн лазер үйлдвэрлэгчдийн стандарт тохиргоо болсон.Өнгөрсөн жил Guanghui Laser-ийн 20KW лазерын борлуулалт ихээхэн нэмэгдсэн;Одоогийн байдлаар 40 кВт-ын лазерууд аажмаар тээвэрлэгдэж эхэлж байна.

Одоогийн өндөр хүчин чадалтай шилэн лазеруудын ихэнх нь олон модулиас бүрддэг, өөрөөр хэлбэл олон лазер модулийн гэрлийн гаралт нь гаралтын хувьд нэг оптик шилэнд холбогдсон байдаг.Нэг лазер модулийн гаралтын шилэн цөмтэй харьцуулахад олон модуль. Хосолсон гаралтын шилэн голын диаметр нь илүү том бөгөөд цацрагийн чанар нь харьцангуй бага байдаг.

Хэрэв цацрагийн чанарыг үл тоомсорловол хичнээн өндөр чадалтай байсан ч үүнийг олон модулийн цацрагийг нэгтгэх схемээр дамжуулан хийж болно.Гэсэн хэдий ч технологийн дэвшил, үйлдвэрлэлийн шинэчлэлтийн дагуу үйлдвэрлэлийн салбар аажмаар дээд зэрэглэлийн түвшинд шилжих бөгөөд энэ нь лазерын өндөр, өндөр шаардлагыг зайлшгүй дэвшүүлж, эрчим хүчний өсөлтийг хангаад зогсохгүй гэрэлтүүлгийг сайжруулахад илүү их анхаарал хандуулах болно. .Гэрэлтүүлэгт анхаарал хандуулахгүйгээр зөвхөн хүчийг нэмэгдүүлдэг өндөр хүчин чадалтай лазерууд удахгүй зах зээлд устах болно.

Байгуулагдсан цагаасаа хойш GW Laser Techнь өндөр гэрэлтдэг лазерын судалгаа, хөгжүүлэлтийн төлөө тууштай ажиллаж ирсэн бөгөөд хүчийг нэмэгдүүлж, гэрэлтүүлгийг адилхан нэмэгдүүлэх болно.Нэг лазер модулийн технологи, шилэн хайлуулж залгах, туяа нэгтгэх схемийг оновчтой болгосноор лазерын гэрэлтүүлгийг улам сайжруулсан.Ижил эрчим хүчний нөхцөлд, ижил оптик системээр нийлж, фокус хийсний дараа фокусын цэг дэх толбо бага, эрчим хүчний нягтрал өндөр байна.Энэ нь лазер боловсруулах програмуудад шууд илэрдэг: ижил хүчин чадлын дор боловсруулах хурд илүү хурдан байдаг;ижил боловсруулалтын хурдтай үед шаардагдах хүч нь бага байдаг.

Жишээ болгон GW Laser-ийн YLPM цуврал 20KW лазер зүсэлтийг авч үзье.Ижил чадалтай бусад лазеруудтай харьцуулахад зүсэх хурд нь илүү хурдан бөгөөд энэ давуу тал нь өндөр тусгалтай материалыг огтлоход илт харагдаж байна.

Өндөр тод лазер нь лазерын үйлдвэрлэлийн хөгжлийн чухал чиглэл юм.Өнөөгийн өндөр чадлын лазерын зах зээл нь нэгэн төрлийн байдлыг харуулсан бөгөөд томоохон лазер үйлдвэрлэгчид давхардсан хүч чадлын чиглэлд урагшилж байна.

GWЛазерзөвхөн лазерын хүчийг нэмэгдүүлэхэд анхаарч зогсохгүй лазерын гэрэлтүүлгийг сайжруулахад илүү анхаарал хандуулдаг.Цаашид бид лазерын цацрагийн чанар, боловсруулалтын гүйцэтгэлийг сайжруулж, боловсруулалтын үр ашгийг дээшлүүлэхэд туслахын тулд бид өндөр гэрэлтүүлгийн чиглэлээр үргэлжлүүлэн судлах болно.