Ang laser ay may apat na pangunahing katangian, lalo na ang mataas na ningning, magandang direksyon, magandang monochromaticity, at mataas na pagkakaugnay-ugnay.Ang mga katangiang ito ay nauugnay sa isa't isa, na ginagawang angkop ang laser para sa iba't ibang mga sitwasyon.
Ang mataas na ningning ng laser ay isang mahalagang tampok na naiiba sa mga ordinaryong pinagmumulan ng liwanag, at ang pagtaas ng kapangyarihan at liwanag ay isa ring walang hanggang paksa para sa pagbuo ng mga laser.Ano ang mataas na ningning, na ipinahayag sa teknikal na wika ay ang mas malapit sa 1 ay ang index M2 na naglalarawan sa kalidad ng beam.
Sa mga nagdaang taon, sa pagpapabuti ng teknolohiya, ang mga domestic fiber laser ay unti-unting nasira sa limitasyon ng kapangyarihan, mula 12KW hanggang 20KW.Sa kasalukuyan, ang pinakamataas na fiber laser na may lakas na 30KW ay inilunsad sa merkado, at ang susunod na hakbang ay 50KW.Ang lahat ay binibigyang pansin at nakikipagkumpitensya kung kaninong laser output power ay mas mataas, ngunit hindi pinapansin kung sino ang may mas mahusay na kalidad ng beam.
Ngayon tingnan natin kung ano ang mataas na ningning, at ang mga pakinabang at kahalagahan ng mataas na ningning.
Mga katangian ng laser beam
Ang ilaw ng laser na ibinubuga ng laser ay ganito ang hitsura, unang nagtatagpo sa malapit na larangan, at pagkatapos ay kumalat sa malayong larangan.
sa,
Ang beam waist radius w0 ay ang radius kung saan ang laser beam ay nagtatagpo sa pinakamaliit na seksyon sa malapit na field;
Ang Rayleigh length ZR ay ang posisyon kapag ang beam waist ay tumaas ng √2 beses;
Ang malayong field ay tinukoy bilang ang hanay na lampas sa 4 na beses ang haba ng Rayleigh, at ang malapit na field ay tinukoy bilang ang hanay sa loob ng 4 na beses ang haba ng Rayleigh;
Ang malayong field divergence angle θ ay kumakatawan sa antas ng divergence ng laser beam sa malayong field.
Pagsasalarawan ng Kalidad ng Beam
Ang kalidad ng beam ay ang pangunahing parameter upang makilala ang mga katangian ng laser beam, at ito ay isang mahalagang tagapagpahiwatig ng laser, na ginagamit upang sukatin ang antas ng focus ng laser beam sa isang partikular na sitwasyon.Ang mga karaniwang ginagamit na paraan para mabilang ang kalidad ng beam ay: produkto ng parameter ng beam (BPP) at M2salik.
BPP (Beam Parameter Product): produkto ng parameter ng beam, na tinukoy bilang beam waist radius ( w0) na pinarami ng malayong field divergence angle (θ):
M2: Ang ratio ng produkto ng parameter ng beam sa produkto ng parameter ng beam ng pangunahing Gaussian beam, na maaaring i-convert sa BPP:
Mula sa formula sa itaas, madali nating mahahanap na: Ang BPP ay walang kinalaman sa wavelength, habang ang M2 factor ay nauugnay sa laser wavelength.
Ang halaga ng M² factor ay walang katapusan na malapit sa 1 , na nangangahulugang ang ratio ng totoong data sa perpektong data.Kapag ang totoong data ay mas malapit sa ideal na data, mas maganda ang kalidad ng beam .
Para sa isang fiber laser na may wavelength na 1070nm, ang mga ideal na parameter ay dapat na:
Kapag ang fiber laser BPP o M2parameteray mas malapit sa halagang ito, ang kalidad ng beam ay mas mahusay at ang katumbas na anggulo ng divergence ay mas maliit.
Paano matukoy ang kalidad ng sinag
Karaniwan, gumagamit kami ng beam analyzer upang sukatin ang kalidad ng beam ng laser, hayaan ang analyzer na lumipat sa optical path, at mangolekta ng X, Y, at Z na impormasyon sa maraming posisyon upang matukoy ang beam na laki, posisyon, at anggulo ng divergence , at kalkulahin ang haba ng Rayleigh at BPP o M2.
Karaniwang ginagamit ang paraan ng kutsilyo-gilid at ang paraan ng slit.Ang mga ideya ng dalawa ay karaniwang pareho, iyon ay, gumamit ng kutsilyo-gilid o hiwa para i-scan ang sinag, sukatin at imapa ang pamamahagi ng light field ng isang seksyon, at pagkatapos ay gumalaw pataas at pababa upang sukatin at imapa ang light field sa iba't ibang distansya.Sa wakas, nakuha ang three-dimensional light field distribution.
▲ Paraan ng kutsilyo
▲ Paraan ng hiwa
Ang pagsubok ng kalidad ng beam ay kadalasang mas kumplikado.Simple lang, maaari nating tantiyahin ang pagtatantya ayon sa diameter ng fiber core at numerical aperture (NA).
Ang isang sinag ng liwanag, gaano man kalaki ang hanay ng anggulo, ay maaari lamang mailipat nang normal kapag ito ay pumasok sa hibla sa loob ng hanay ng anggulo ng kritikal na insidente.Ang halaga ng sine ng anggulong ito α ay ang numerical aperture NA ng fiber, iyon ay, NA=sinα, na sumasalamin sa liwanag na natanggap ng fiber.kakayahan.Sa pangkalahatan ay maaaring ituring na humigit-kumulang iyon.
Ano ang karaniwang ibig sabihin ng mga laser na may mataas na liwanag?
Brightness (Br) Definition: Power density sa bawat unit area at unit solid angle.Tulad ng nabanggit namin dati, ang pangunahing lugar ng isang fiber laser
, ang malayong patlang na solid anggulo
.
Ayon sa formula sa itaas, hindi mahirap makita na ang tinatawag na mataas na liwanag ay nangangahulugan na ito ay may mas mataas na kalidad ng beam (iyon ay, mas maliit na BPP o M2) sa ilalim ng parehong kapangyarihan.
Bilang isang pandaigdigang pinuno sa mga laser na may mataas na liwanag,Nakatuon ang GW Laser Tech sa pagsasaliksik at pag-develop ng 976nm high-brightness fiber lasers, na nangunguna sa development trend ng fiber lasers.
Guanghui Lasersingle si-mode 10μmlimitahan ang fiber output laser, M2<1.1, at 50kw 100μm fiber laser ay may density ng enerhiya na malapit sa pisikal na limitasyon.
Maginoo 100μm core diameter single-mode 4kW laser M2<1.3, multi-mode 12kW laser BPP<4.
▲ Guanghui laser YLPS series single module 4KW laser
▲ Guanghui Laser YLPM series multi-module 20KW laser
5
Kahalagahan at pakinabang ng mataas na liwanag
Sa mga nagdaang taon, ang mga high-power na laser ay unti-unting nagiging pangunahing puwersa sa merkado, at ang mga fiber laser ay lumilipat din patungo sa mas mataas na kapangyarihan.Ang 12KW laser ay naging karaniwang pagsasaayos ng mga pangunahing tagagawa ng laser.Noong nakaraang taon, ang mga benta ng Guanghui Laser ng 20KW lasers ay tumaas nang malaki;sa kasalukuyan, ang 40KW laser ay unti-unting nagsisimulang ipadala.
Karamihan sa mga kasalukuyang high-power fiber lasers ay binubuo ng maramihang mga module, iyon ay, ang liwanag na output ng maramihang laser modules ay pinagsama sa isang optical fiber para sa output.Kung ikukumpara sa output fiber core ng isang solong laser module, maramihang mga module Ang pinagsamang output fiber core diameter ay mas malaki at ang beam na kalidad ay katumbas na mas mababa.
Kung babalewalain ang kalidad ng beam, gaano man kataas ang kapangyarihan, maaari itong maisakatuparan sa pamamagitan ng multi-module beam combining scheme.Gayunpaman, sa pag-unlad ng teknolohiya at pag-upgrade ng industriya, ang industriya ng pagmamanupaktura ay unti-unting lilipat patungo sa high-end, na kung saan ay tiyak na maglalagay ng mas mataas at mas mataas na mga kinakailangan para sa mga laser, hindi lamang nagbibigay-kasiyahan sa pagtaas ng kapangyarihan, ngunit nagbabayad din ng higit na pansin sa pagpapabuti ng liwanag .Ang mga high-power laser na iyon na nagpapataas lamang ng kapangyarihan nang hindi binibigyang pansin ang liwanag ay malapit nang maalis ng merkado.
Mula nang itatag ito, ang GW Laser Techay nakatuon sa pagsasaliksik at pagpapaunlad ng mga laser na may mataas na liwanag, at tataas ang kapangyarihan at patataasin ang ningning.Sa pamamagitan ng optimization ng single laser module technology, fiber fusion splicing, at beam combining scheme, ang liwanag ng laser ay higit na napabuti.Sa ilalim ng parehong mga kondisyon ng kapangyarihan, pagkatapos ng collimation at pagtutok ng parehong optical system, ang lugar sa focal point ay mas maliit at ang density ng enerhiya ay mas mataas.Ito ay direktang ipinakita sa mga aplikasyon ng pagpoproseso ng laser: sa ilalim ng parehong kapangyarihan, ang bilis ng pagproseso ay mas mabilis;sa ilalim ng parehong bilis ng pagproseso, ang kinakailangang kapangyarihan ay mas maliit.
Kunin ang YLPM series na 20KW laser cutting ng GW Laser bilang isang halimbawa.Kung ikukumpara sa iba pang mga laser sa parehong kapangyarihan, ang bilis ng pagputol ay mas mabilis, at ang kalamangan na ito ay lalo na kitang-kita sa pagputol ng mga high-reflective na materyales.
Ang mga laser na may mataas na liwanag ay isang mahalagang direksyon para sa pag-unlad ng industriya ng laser.Ang kasalukuyang high-power laser market ay nagpakita ng halatang homogeneity, at ang mga pangunahing tagagawa ng laser ay sumusulong sa direksyon ng superimposed na kapangyarihan.
GWLaserhindi lamang nagmamalasakit sa pagtaas ng kapangyarihan ng laser, ngunit binibigyang pansin din ang pagpapabuti ng ningning ng laser.Sa hinaharap, patuloy kaming mag-explore sa direksyon ng mataas na liwanag, upang ang laser ay magkaroon ng mas mahusay na kalidad ng beam at pagganap ng pagproseso, at tulungan ang mga customer na mapabuti ang kahusayan sa pagproseso.
Oras ng post: Dis-21-2022