Kraft og lysstyrke Tohjulsdrift definerer fremtidig fiberlaserutvikling

Laser har fire hovedegenskaper, nemlig høy lysstyrke, god retningsevne, god monokromatiskhet og høy koherens.Disse egenskapene er relatert til hverandre, noe som gjør laseren egnet for forskjellige scenarier.

Den høye lysstyrken til laseren er en viktig funksjon forskjellig fra vanlige lyskilder, og å øke kraften og lysstyrken er også et evig tema for utviklingen av lasere.Det som er høy lysstyrke, uttrykt på fagspråk, er at jo nærmere 1 er indeksen M2 som beskriver strålekvaliteten.

De siste årene, med forbedringen av teknologien, har innenlandske fiberlasere gradvis brutt gjennom kraftgrensen, fra 12KW til 20KW.For tiden er den høyeste fiberlaseren med en effekt på 30KW lansert på markedet, og neste steg er 50KW.Alle er oppmerksomme og konkurrerer om hvis laserutgangseffekt er høyere, men ignorerer hvem som har bedre strålekvalitet.

La oss i dag ta en titt på hva som er høy lysstyrke, og fordelene og betydningen av høy lysstyrke.

Egenskaper til laserstrålen

Laserlyset som sendes ut av laseren ser slik ut, først konvergerende i nærfeltet, og deretter spre seg ut i det fjerne feltet

i,

Strålemidjeradiusen w0 er radiusen der laserstrålen konvergerer til den minste seksjonen i nærfeltet;

Rayleigh-lengden ZR er posisjonen når bjelkens midje økes med √2 ganger;

Det fjerne feltet er definert som området utover 4 ganger Rayleigh-lengden, og nærfeltet er definert som området innenfor 4 ganger Rayleigh-lengden;

Fjernfeltets divergensvinkel θ representerer graden av divergens av laserstrålen i fjernfeltet.

Karakterisering av strålekvalitet

Strålekvalitet er kjerneparameteren for å karakterisere egenskapene til laserstrålen, og det er en viktig indikator på laseren, som brukes til å måle fokusgraden til laserstrålen i en spesifikk situasjon.Vanlige metoder for å kvantifisere strålekvalitet er: stråleparameterprodukt (BPP) og M2^faktor.

BPP (Beam Parameter Product): stråleparameterprodukt, definert som strålens midjeradius ( w₀) multiplisert med fjernfeltets divergensvinkel (θ):

M²: Forholdet mellom stråleparameterproduktet og stråleparameterproduktet til den fundamentale gaussiske strålen, som kan konverteres til BPP:

Fra formelen ovenfor kan vi enkelt finne at: BPP har ingenting med bølgelengden å gjøre, mens M2-faktoren er relatert til laserbølgelengden.

Verdien av M²-faktoren er uendelig nær 1, som betyr forholdet mellom de reelle dataene og de ideelle dataene.Når de virkelige dataene er nærmere de ideelle dataene, er strålekvaliteten bedre.

For en fiberlaser med en bølgelengde på 1070nm bør de ideelle parameterne være:

Når fiberlaseren BPP eller M2^parameterer nærmere denne verdien, er strålekvaliteten bedre og den tilsvarende divergensvinkelen er mindre.

Hvordan bestemme strålekvaliteten

Vanligvis bruker vi en stråleanalysator for å måle strålekvaliteten til laseren, la analysatoren bevege seg i forhold til den optiske banen, og samle X-, Y- og Z-informasjon i flere posisjoner for å bestemme strålemidjestørrelsen, posisjonen og divergensvinkelen , og beregn Rayleigh-lengde og BPP eller M2.

Vanligvis brukt er kniveggmetoden og spaltemetoden.Ideene til de to er i bunn og grunn de samme, det vil si å bruke en knivegg eller spalte for å skanne strålen, måle og kartlegge lysfeltfordelingen til et utsnitt, og deretter bevege deg opp og ned for å måle og kartlegge lysfeltet kl. forskjellige avstander.Til slutt oppnås den tredimensjonale lysfeltfordelingen.

▲ Knivsegg metode

▲ Spaltemetode

Testen av strålekvalitet er ofte mer komplisert.Ganske enkelt kan vi tilnærme estimeringen i henhold til fiberkjernediameteren og numerisk blenderåpning (NA).

En lysstråle, uansett hvor stort vinkelområdet er, kan bare overføres normalt når det kommer inn i fiberen innenfor det kritiske innfallsvinkelområdet.Sinusverdien til denne vinkelen α er den numeriske blenderåpningen NA til fiberen, det vil si NA=sinα, som reflekterer lyset mottatt av fiberen.evnen.Det kan generelt betraktes som omtrent det.

Hva mener vi vanligvis med lasere med høy lysstyrke?

Lysstyrke (Br) Definisjon: Effekttetthet per enhetsareal og enhetsromvinkel.Som vi nevnte før, kjerneområdet til en fiberlaser, fjernfelts solidvinkel.

I følge formelen ovenfor er det ikke vanskelig å se at den såkalte høye lysstyrken betyr at den har høyere strålekvalitet (det vil si mindre BPP eller M^{2 ) under samme makt.}

Som en global leder innen lasere med høy lysstyrke,GW Laser Tech fokuserer på forskning og utvikling av 976nm fiberlasere med høy lysstyrke, og leder utviklingen av fiberlasere.

Guanghui lasersingel-modus 10μmbegrense fiberutgangslaser, M²<1,1, og 50kw 100μm fiberlaser har en energitetthet nær den fysiske grensen.

Konvensjonell 100μm kjernediameter enkeltmodus 4kW laser M²<1,3, multi-modus 12kW laser BPP<4.

▲ Guanghui laser YLPS-serien enkeltmodul 4KW laser

▲ Guanghui Laser YLPM serie multi-modul 20KW laser

5

Betydningen og fordelene med høy lysstyrke

De siste årene har høyeffektlasere gradvis blitt hovedkraften i markedet, og fiberlasere beveger seg også mot høyere effekt.12KW lasere har blitt standardkonfigurasjonen for vanlige laserprodusenter.I fjor økte Guanghui Lasers salg av 20KW lasere betydelig;for tiden begynner 40KW lasere gradvis å sendes.

De fleste av dagens høyeffektfiberlasere er sammensatt av flere moduler, det vil si at lysutgangen fra flere lasermoduler er koblet til en optisk fiber for utgang.Sammenlignet med utgangsfiberkjernen til en enkelt lasermodul, er flere moduler. Den kombinerte utgangsfiberkjernediameteren er større og strålekvaliteten tilsvarende lavere.

Hvis strålekvaliteten ignoreres, uansett hvor høy effekten er, kan den realiseres gjennom flermodulstrålekombineringsskjemaet.Imidlertid, med teknologisk fremgang og industriell oppgradering, vil produksjonsindustrien gradvis bevege seg mot high-end, noe som uunngåelig vil stille høyere og høyere krav til lasere, ikke bare tilfredsstille økningen av kraft, men også være mer oppmerksom på forbedring av lysstyrken .De høyeffektlaserne som bare øker kraften uten å ta hensyn til lysstyrken, vil snart bli eliminert av markedet.

Siden etableringen har GW Laser Techhar vært forpliktet til forskning og utvikling av lasere med høy lysstyrke, og vil øke kraften og øke lysstyrken like mye.Gjennom optimalisering av enkeltlasermodulteknologi, fiberfusjonsspleising og strålekombineringsskjemaer har laserlysstyrken blitt ytterligere forbedret.Under de samme kraftforholdene, etter kollimering og fokusering av det samme optiske systemet, er punktet ved brennpunktet mindre og energitettheten er høyere.Dette er direkte manifestert i laserbehandlingsapplikasjoner: under samme kraft er prosesseringshastigheten raskere;under samme prosesseringshastighet er den nødvendige kraften mindre.

Ta GW Lasers YLPM-serie 20KW laserskjæring som et eksempel.Sammenlignet med andre lasere med samme kraft er skjærehastigheten raskere, og denne fordelen er spesielt tydelig ved skjæring av høyreflekterende materialer.

Lasere med høy lysstyrke er en viktig retning for utviklingen av laserindustrien.Det nåværende lasermarkedet med høy effekt har vist åpenbar homogenitet, og store laserprodusenter går videre i retning av overlagret kraft.

GWLaserbryr seg ikke bare om økningen av laserkraft, men legger også mer vekt på forbedring av laserlysstyrke.I fremtiden vil vi fortsette å utforske i retning av høy lysstyrke, slik at laseren har bedre strålekvalitet og prosessytelse, og hjelper kundene med å forbedre behandlingseffektiviteten.