O laser tem quatro características principais, ou seja, alto brilho, boa direcionalidade, boa monocromaticidade e alta coerência.Essas propriedades estão relacionadas entre si, tornando o laser adequado para diferentes cenários.
O alto brilho do laser é uma característica importante diferente das fontes de luz comuns, e aumentar a potência e o brilho também é um tópico eterno para o desenvolvimento de lasers.O que é alto brilho, expresso em linguagem técnica é que quanto mais próximo de 1 estiver o índice M2 que descreve a qualidade do feixe.
Nos últimos anos, com o aprimoramento da tecnologia, os lasers de fibra domésticos romperam gradativamente o limite de potência, de 12KW para 20KW.Atualmente, o maior laser de fibra com potência de 30KW foi lançado no mercado, e o próximo passo é 50KW.Todos prestam atenção e competem para saber qual potência de saída do laser é maior, mas ignoram quem tem melhor qualidade de feixe.
Hoje, vamos dar uma olhada no que é alto brilho e nas vantagens e significado de alto brilho.
Propriedades do feixe de laser
A luz do laser emitida pelo laser se parece com isso, primeiro convergindo no campo próximo e depois se espalhando no campo distante
no,
O raio da cintura do feixe w0 é o raio no qual o feixe de laser converge para a menor seção no campo próximo;
O comprimento de Rayleigh ZR é a posição quando a cintura da viga é aumentada em √2 vezes;
O campo distante é definido como o alcance além de 4 vezes o comprimento de Rayleigh, e o campo próximo é definido como o alcance dentro de 4 vezes o comprimento de Rayleigh;
O ângulo de divergência de campo distante θ representa o grau de divergência do feixe de laser no campo distante.
Caracterização da qualidade do feixe
A qualidade do feixe é o parâmetro central para caracterizar as características do feixe de laser e é um importante indicador do laser, que é usado para medir o grau de foco do feixe de laser em uma situação específica.Os métodos comumente usados para quantificar a qualidade do feixe são: produto de parâmetro de feixe (BPP) e M2fator.
BPP (Beam Parameter Product): produto do parâmetro da viga, definido como o raio da cintura da viga ( w0) multiplicado pelo ângulo de divergência de campo distante (θ):
M2: A razão do produto do parâmetro do feixe para o produto do parâmetro do feixe do feixe gaussiano fundamental, que pode ser convertido em BPP:
A partir da fórmula acima, podemos facilmente descobrir que: BPP não tem nada a ver com o comprimento de onda, enquanto o fator M2 está relacionado ao comprimento de onda do laser.
O valor do fator M² é infinitamente próximo de 1 , o que significa a razão dos dados reais para os dados ideais.Quando os dados reais estão mais próximos dos dados ideais, a qualidade do feixe é melhor.
Para um laser de fibra com comprimento de onda de 1070nm, os parâmetros ideais devem ser:
Quando o laser de fibra BPP ou M2parâmetroestá mais próximo desse valor, a qualidade do feixe é melhor e o ângulo de divergência correspondente é menor.
Como determinar a qualidade do feixe
Normalmente, usamos um analisador de feixe para medir a qualidade do feixe do laser, deixamos o analisador se mover em relação ao caminho óptico e coletamos informações de X, Y e Z em várias posições para determinar o tamanho, posição e ângulo de divergência da cintura do feixe , e calcule o comprimento de Rayleigh e BPP ou M2.
Comumente usados são o método do fio da faca e o método da fenda.As idéias dos dois são basicamente as mesmas, ou seja, usar uma faca ou fenda para escanear o feixe, medir e mapear a distribuição do campo de luz de uma seção e, em seguida, mover para cima e para baixo para medir e mapear o campo de luz em distâncias diferentes.Finalmente, a distribuição tridimensional do campo de luz é obtida.
▲ Método do fio da navalha
▲ Método de fenda
O teste de qualidade do feixe costuma ser mais complicado.Simplesmente, podemos aproximar a estimativa de acordo com o diâmetro do núcleo da fibra e a abertura numérica (NA).
Um feixe de luz, não importa quão grande seja o alcance do ângulo, só pode ser transmitido normalmente quando entra na fibra dentro do alcance crítico do ângulo de incidência.O valor do seno desse ângulo α é a abertura numérica NA da fibra, ou seja, NA=sinα, que reflete a luz recebida pela fibra.habilidade.Geralmente pode ser considerado aproximadamente isso.
O que geralmente queremos dizer com lasers de alto brilho?
Brilho (Br) Definição: Densidade de potência por unidade de área e unidade de ângulo sólido.Como mencionamos anteriormente, a área central de um laser de fibra
, o ângulo sólido de campo distante
.
Pela fórmula acima, não é difícil perceber que o chamado alto brilho significa que ele tem maior qualidade de feixe (ou seja, menor BPP ou M2) sob o mesmo poder.
Como líder global em lasers de alto brilho,A GW Laser Tech se concentra na pesquisa e desenvolvimento de lasers de fibra de alto brilho de 976 nm, liderando a tendência de desenvolvimento de lasers de fibra.
Laser Guanghuié solteiro-modo 10μmlaser de saída de fibra limite, M2Os lasers de fibra <1.1 e 50kw 100μm têm uma densidade de energia próxima ao limite físico.
Laser monomodo 4kW de 100μm de diâmetro de núcleo convencional M2<1.3, multimodo 12kW laser BPP<4.
▲ Laser Guanghui série YLPS de módulo único 4KW laser
▲ Laser Guanghui série YLPM laser multi-módulo 20KW
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Significado e vantagens do alto brilho
Nos últimos anos, os lasers de alta potência estão gradualmente se tornando a principal força no mercado, e os lasers de fibra também estão se movendo em direção a uma potência mais alta.Os lasers de 12KW tornaram-se a configuração padrão dos principais fabricantes de laser.No ano passado, as vendas de lasers de 20KW da Guanghui Laser aumentaram significativamente;atualmente, os lasers de 40KW estão gradualmente começando a ser enviados.
A maioria dos lasers de fibra de alta potência atuais é composta por vários módulos, ou seja, a saída de luz por vários módulos de laser é acoplada em uma fibra óptica para saída.Comparado com o núcleo de fibra de saída de um único módulo de laser, vários módulos O diâmetro do núcleo de fibra de saída combinado é maior e a qualidade do feixe é correspondentemente menor.
Se a qualidade do feixe for ignorada, não importa quão alta seja a potência, ela pode ser realizada por meio do esquema de combinação de feixe multimódulo.No entanto, com o progresso tecnológico e a atualização industrial, a indústria de manufatura se moverá gradualmente em direção ao high-end, o que inevitavelmente apresentará requisitos cada vez mais altos para lasers, não apenas satisfazendo o aumento de potência, mas também prestando mais atenção à melhoria do brilho .Aqueles lasers de alta potência que só aumentam a potência sem se preocupar com o brilho logo serão eliminados do mercado.
Desde a sua fundação, a GW Laser Techestá comprometida com a pesquisa e desenvolvimento de lasers de alto brilho e aumentará a potência e aumentará o brilho igualmente.Através da otimização da tecnologia de módulo de laser único, emenda de fusão de fibra e esquemas de combinação de feixe, o brilho do laser foi aprimorado ainda mais.Nas mesmas condições de potência, após colimação e focagem pelo mesmo sistema óptico, o ponto no ponto focal é menor e a densidade de energia é maior.Isso se manifesta diretamente em aplicações de processamento a laser: sob a mesma potência, a velocidade de processamento é mais rápida;sob a mesma velocidade de processamento, a potência necessária é menor.
Tome o corte a laser de 20KW da série YLPM da GW Laser como exemplo.Em comparação com outros lasers com a mesma potência, a velocidade de corte é mais rápida e essa vantagem é especialmente óbvia no corte de materiais altamente reflexivos.
Os lasers de alto brilho são uma direção importante para o desenvolvimento da indústria de laser.O atual mercado de lasers de alta potência tem demonstrado óbvia homogeneidade, e os principais fabricantes de lasers estão avançando na direção da potência sobreposta.
GWLasernão se preocupa apenas com o aumento da potência do laser, mas também presta mais atenção à melhoria do brilho do laser.No futuro, continuaremos a explorar na direção de alto brilho, para que o laser tenha melhor qualidade de feixe e desempenho de processamento e ajude os clientes a melhorar a eficiência do processamento.
Horário de postagem: 21 de dezembro de 2022