V energijskem laserju je na splošno Gaussov žarek, to pomeni, da ima intenziteta žarka v prostoru Gaussovo porazdelitev, tak žarek ima zelo visoko vmesno intenziteto in se postopoma zmanjšuje vzdolž Gaussove konture navzven.
V praktičnih aplikacijah pogosto niso potrebni samo Gaussovi žarki, temveč tudi laserski žarki za posebne potrebe uporabe.Na primer, pri porazdelitvi energije obstaja obročna porazdelitev;Na obliki žarka so oblike, kot so kvadratne, okrogle itd.
Kar zadeva distribucijo, obstaja obročna distribucija
Porazdelitev energije Gaussovega žarka je relativno neenakomerna, vmesna energija pa je previsoka, kar bo povzročilo previsoko lokalno temperaturo in vplivalo na interakcijo med laserjem in snovjo;Energija obeh kril je prenizka, kar zmanjšuje stopnjo izkoriščenosti.Zato je v nekaterih primerih treba oblikovati Gaussov žarek v žarek z ravnim vrhom z enakomerno porazdelitvijo energije, da se izboljša učinek laserske obdelave.
Naslednje slike prikazujejo značilnosti Gaussovega laserskega profila in laserskega profila z ravnim vrhom:
Odseki z nizko intenzivnostjo na obeh straneh razpoložljivega osrednjega območja žarka se imenujejo "dve krili", katerih intenzivnost je pod pragom gorenja, ki je potreben za aplikacije laserske obdelave, in energija teh dveh kril je pogosto izgubljena, kar povzroči znatno zmanjšanje porabe energije;Hkrati bo energija obeh kril poškodovala tudi okolico zunaj ciljnega območja, s čimer se bo razširilo območje toplotnega vpliva.Po drugi strani se deli z visoko intenzivnostjo nad pragom gorenja imenujejo "presežna energija" in ta presežna energija lahko poškoduje podlago;Še več, energija v osrednjem delu je preveč koncentrirana in zlahka poškoduje optiko.
Laserski žarki z ravnim vrhom uporabljajo energijo učinkoviteje kot Gaussovi laserski žarki.V profilu Gaussovega žarka se odvečna energija na sredini nad pragom intenzivnosti, ki ga zahteva aplikacija, in energija pod zahtevanim pragom v obeh krilih izgubita.V profilu grede z ravnim vrhom ni kril, so pa bolj strmi robni prehodi, zato je raba energije učinkovitejša in manjša škoda na okolici.
Kot je razvidno iz zgornje slike, je energija žarka z ravnim vrhom jasneje vsebovana v danem območju kot energija Gaussovega žarka.Varjenje ali rezanje z ravnim tramom bo bolj natančno in manj škode za okolico.
Pri rezanju z ravnim tramom lahko dobite čistejše reze in ostrejše robove.
Pri varjenju z ravnim žarkom bodo reže v zvaru bolj gladke kot pri gaussovih žarkih.
Kakšne so slabosti ravnih gred?
Za razliko od Gaussovih žarkov se oblika intenzitete spreminja, ko se širijo v prostem prostoru, zato ni ugodna za širjenje na velike razdalje.Med širjenjem Gaussovega žarka, tudi če se velikost žarka spremeni, je obris žarka še vedno Gaussov.
Običajno laser oddaja Gaussov žarek, nato pa je treba uporabiti nekaj ustreznih optičnih komponent, da spremenimo njegovo obliko intenzitete, da dobimo ravni vrh žarka.
Edinstvena tehnologija HBF podjetja Guanghui Laser(High Brightness Flat top),prek izhodne svetlobe iz optičnih vlaken z visoko svetilnostjo, ravnim vrhom, rob točke je oster, visok energijski prag, lahko izboljša stopnjo izrabe energije laserja, hkrati pa zmanjša območje, ki ga prizadene toplota, in poškodbe, učinkovito izboljša hitrost in natančnost laserske obdelave.
Če za primer vzamemo laser 5M-12000 W podjetja Guanghui Laser, lahko v primerjavi z drugimi laserji v istem območju moči močno izboljšamo stopnjo izkoriščenosti energije, najbolj intuitivna izvedba pa je, da se hitrost rezanja močno pospeši.
Pri rezanju debelih plošč (kisikovo rezanje 16 mm ogljikovega jekla, prikazano na spodnji sliki), je rezanje z ravno točko na vrhu s tehnologijo HBF bolj gladko in rezalni rob je ostrejši od Gaussove točke.
Gaussovi in ravni vrhovi so pomembna značilnost laserskega žarka in po razumevanju njihovih razlik jih je mogoče razumno izbrati glede na te razlike pri prihodnji laserski obdelavi.
Čas objave: 1. julij 2022