Laser má štyri hlavné charakteristiky, a to vysoký jas, dobrú smerovosť, dobrú monochromatickosť a vysokú koherenciu.Tieto vlastnosti spolu súvisia, vďaka čomu je laser vhodný pre rôzne scenáre.
Vysoká svietivosť lasera je dôležitá vlastnosť odlišná od bežných svetelných zdrojov a zvyšovanie výkonu a jasu je tiež večnou témou pre vývoj laserov.Čo je vysoký jas, vyjadrený v odbornom jazyku, je, že čím bližšie k 1 je index M2 popisujúci kvalitu lúča.
V posledných rokoch so zdokonaľovaním technológie domáce vláknové lasery postupne prelomili výkonový limit, z 12KW na 20KW.V súčasnosti je na trh uvedený najvyšší vláknový laser s výkonom 30KW a ďalším krokom je 50KW.Každý dáva pozor a súťaží, kto má vyšší výkon lasera, ale ignoruje, kto má lepšiu kvalitu lúča.
Dnes sa pozrime na to, čo je vysoký jas a na výhody a význam vysokého jasu.
Vlastnosti laserového lúča
Laserové svetlo vyžarované laserom vyzerá takto, najprv sa zbieha v blízkom poli a potom sa šíri vo vzdialenom poli
v,
Polomer pásu w0 lúča je polomer, pri ktorom sa laserový lúč zbieha do najmenšieho úseku v blízkom poli;
Rayleighova dĺžka ZR je poloha, keď sa pás nosníka zväčší √2-krát;
Vzdialené pole je definované ako rozsah väčší ako 4-násobok Rayleighovej dĺžky a blízke pole je definované ako rozsah v rámci 4-násobku Rayleighovej dĺžky;
Uhol divergencie vzdialeného poľa θ predstavuje stupeň divergencie laserového lúča vo vzdialenom poli.
Charakterizácia kvality lúča
Kvalita lúča je základným parametrom na charakterizáciu charakteristík laserového lúča a je to dôležitý indikátor lasera, ktorý sa používa na meranie stupňa zaostrenia laserového lúča v konkrétnej situácii.Bežne používané metódy na kvantifikáciu kvality lúča sú: súčin parametrov lúča (BPP) a M2faktor.
BPP (produkt parametra nosníka): produkt parametra nosníka, definovaný ako polomer pásu nosníka ( š0) vynásobené uhlom divergencie vzdialeného poľa (θ):
M2: Pomer súčinu parametra lúča k súčinu parametra lúča základného Gaussovho lúča, ktorý možno previesť na BPP:
Z vyššie uvedeného vzorca ľahko zistíme, že: BPP nemá nič spoločné s vlnovou dĺžkou, zatiaľ čo faktor M2 súvisí s vlnovou dĺžkou lasera.
Hodnota faktora M² je nekonečne blízka 1 , čo znamená pomer skutočných údajov k ideálnym údajom.Keď sú skutočné údaje bližšie k ideálnym údajom, kvalita lúča je lepšia.
Pre vláknový laser s vlnovou dĺžkou 1070nm by ideálne parametre mali byť:
Pri vláknovom laseri BPP alebo M2parameterje bližšie k tejto hodnote, kvalita lúča je lepšia a zodpovedajúci uhol divergencie je menší.
Ako určiť kvalitu lúča
Zvyčajne používame analyzátor lúča na meranie kvality lúča lasera, necháme analyzátor pohybovať sa vzhľadom na optickú dráhu a zbierame informácie X, Y a Z na viacerých pozíciách, aby sme určili veľkosť pásu lúča, polohu a uhol divergencie. a vypočítajte Rayleighovu dĺžku a BPP alebo M2.
Bežne sa používa metóda ostria noža a štrbinová metóda.Myšlienky týchto dvoch sú v podstate rovnaké, to znamená, že použite ostrie noža alebo štrbinu na skenovanie lúča, meranie a mapovanie rozloženia svetelného poľa v sekcii a potom pohybom hore a dole zmerajte a zmapujte svetelné pole na rôzne vzdialenosti.Nakoniec sa získa trojrozmerné rozloženie svetelného poľa.
▲ Metóda ostria noža
▲ Metóda štrbiny
Test kvality lúča je často komplikovanejší.Jednoducho môžeme odhad priblížiť podľa priemeru jadra vlákna a numerickej apertúry (NA).
Lúč svetla, bez ohľadu na to, aký veľký je rozsah uhla, sa môže normálne prenášať iba vtedy, keď vstúpi do vlákna v rámci kritického rozsahu uhla dopadu.Sínusová hodnota tohto uhla α je číselná apertúra NA vlákna, to znamená NA=sinα, ktorá odráža svetlo prijímané vláknom.schopnosť.Všeobecne sa to dá považovať približne za to.
Čo zvyčajne rozumieme pod pojmom vysokosvietivé lasery?
Jas (Br) Definícia: Hustota výkonu na jednotku plochy a jednotkový priestorový uhol.Ako sme už spomenuli, základná oblasť vláknového lasera
, priestorový uhol vzdialeného poľa
.
Podľa vyššie uvedeného vzorca nie je ťažké vidieť, že takzvaný vysoký jas znamená, že má vyššiu kvalitu lúča (teda menšie BPP alebo M2) pod rovnakým výkonom.
Ako globálny líder v oblasti laserov s vysokým jasom,GW Laser Tech sa zameriava na výskum a vývoj 976nm vysokosvietivých vláknových laserov, pričom vedie trend vývoja vláknových laserov.
Guanghui laser's single-režim 10μmlimitný vláknový výstupný laser, M2<1,1 a 50kw 100μm vláknový laser má hustotu energie blízko fyzického limitu.
Bežný jednorežimový 4kW laser s priemerom jadra 100 μm M2<1,3, multimódový 12kW laser BPP<4.
▲ Guanghui laser YLPS s jedným modulom 4KW laser
▲ Guanghui Laser YLPM séria multimodulový 20KW laser
5
Význam a výhody vysokého jasu
Hlavnou silou na trhu sa v posledných rokoch postupne stávajú vysokovýkonné lasery a k vyšším výkonom smerujú aj vláknové lasery.12KW lasery sa stali štandardnou konfiguráciou bežných výrobcov laserov.Minulý rok výrazne vzrástol predaj 20KW laserov spoločnosti Guanghui Laser;v súčasnosti sa postupne začínajú expedovať 40kW lasery.
Väčšina súčasných vysokovýkonných vláknových laserov sa skladá z viacerých modulov, to znamená, že výstup svetla z viacerých laserových modulov je spojený do jedného optického vlákna na výstup.V porovnaní s výstupným vláknovým jadrom jedného laserového modulu, viacerými modulmi. Priemer kombinovaného výstupného vláknového jadra je väčší a kvalita lúča je zodpovedajúco nižšia.
Ak sa ignoruje kvalita lúča, bez ohľadu na to, aký vysoký je výkon, môže sa to realizovať pomocou schémy kombinovania lúčov s viacerými modulmi.S technologickým pokrokom a priemyselnou modernizáciou sa však výrobný priemysel bude postupne posúvať smerom k high-endu, ktorý bude nevyhnutne klásť vyššie a vyššie požiadavky na lasery, ktoré nielen uspokoja zvýšenie výkonu, ale budú venovať väčšiu pozornosť zlepšeniu jasu. .Tie vysokovýkonné lasery, ktoré len zvyšujú výkon bez toho, aby venovali pozornosť jasu, budú čoskoro z trhu odstránené.
Od svojho založenia GW Laser Techsa zaviazala k výskumu a vývoju laserov s vysokým jasom a rovnako zvýši výkon a jas.Prostredníctvom optimalizácie technológie jedného laserového modulu, spájania vlákien a schém kombinovania lúčov sa jas lasera ďalej zlepšil.Pri rovnakých výkonových podmienkach, po kolimácii a zaostrení rovnakým optickým systémom, je bod v ohnisku menší a hustota energie je vyššia.To sa priamo prejavuje v aplikáciách laserového spracovania: pri rovnakom výkone je rýchlosť spracovania vyššia;pri rovnakej rýchlosti spracovania je potrebný výkon menší.
Ako príklad si vezmite rezanie laserom YLPM série 20KW od GW Laser.V porovnaní s inými lasermi pri rovnakom výkone je rýchlosť rezania vyššia a táto výhoda je zrejmá najmä pri rezaní vysoko reflexných materiálov.
Lasery s vysokým jasom sú dôležitým smerom pre rozvoj laserového priemyslu.Súčasný trh s vysokovýkonnými lasermi ukázal zjavnú homogenitu a hlavní výrobcovia laserov napredujú v smere superponovaného výkonu.
GWLasersa stará nielen o zvýšenie výkonu lasera, ale venuje väčšiu pozornosť aj zlepšeniu jasu lasera.V budúcnosti budeme pokračovať v skúmaní smerom k vysokému jasu, aby mal laser lepšiu kvalitu lúča a výkon spracovania a pomohol zákazníkom zlepšiť efektivitu spracovania.
Čas odoslania: 21. decembra 2022