Lazerin yüksek parlaklık, iyi yönlülük, iyi monokromatiklik ve yüksek tutarlılık olmak üzere dört ana özelliği vardır.Bu özellikler birbiriyle ilişkilidir ve lazeri farklı senaryolar için uygun hale getirir.
Lazerin yüksek parlaklığı, sıradan ışık kaynaklarından farklı olarak önemli bir özelliğidir ve gücün ve parlaklığın arttırılması da lazerlerin gelişimi için sonsuz bir konudur.Teknik dilde ifade edilen yüksek parlaklık, 1'e yaklaştıkça ışın kalitesini tanımlayan M2 indeksidir.
Son yıllarda, teknolojinin gelişmesiyle birlikte yerli fiber lazerler, güç sınırını 12KW'dan 20KW'a kademeli olarak kırdı.Şu anda 30KW güce sahip en yüksek fiber lazer piyasaya sürüldü ve bir sonraki adım 50KW.Herkes kimin lazer çıkış gücünün daha yüksek olduğuna dikkat eder ve rekabet eder, ancak kimin ışın kalitesinin daha iyi olduğunu görmezden gelir.
Bugün, yüksek parlaklığın ne olduğuna ve yüksek parlaklığın avantajlarına ve önemine bir göz atalım.
Lazer ışınının özellikleri
Lazerin yaydığı lazer ışığı, önce yakın alanda birleşiyor ve sonra uzak alanda yayılıyor gibi görünüyor.
içinde,
Işın bel yarıçapı w0, lazer ışınının yakın alandaki en küçük bölüme yaklaştığı yarıçaptır;
Rayleigh uzunluğu ZR, kiriş belinin √2 kat arttırıldığı konumdur;
Uzak alan, Rayleigh uzunluğunun 4 katının ötesindeki aralık olarak tanımlanır ve yakın alan, Rayleigh uzunluğunun 4 katı içindeki aralık olarak tanımlanır;
Uzak alan sapma açısı θ, lazer ışınının uzak alandaki sapma derecesini temsil eder.
Kiriş Kalitesinin Karakterizasyonu
Işın kalitesi, lazer ışınının özelliklerini karakterize eden temel parametredir ve belirli bir durumda lazer ışınının odak derecesini ölçmek için kullanılan lazerin önemli bir göstergesidir.Işın kalitesini ölçmek için yaygın olarak kullanılan yöntemler şunlardır: ışın parametre ürünü (BPP) ve M2faktör.
BPP (Işın Parametre Ürünü): kiriş bel yarıçapı olarak tanımlanan kiriş parametre ürünü ( w0) uzak alan sapma açısıyla (θ) çarpılır:
M2: Işın parametresi çarpımının temel Gauss ışınının BPP'ye dönüştürülebilen ışın parametresi ürününe oranı:
Yukarıdaki formülden şunu kolayca bulabiliriz: BPP'nin dalga boyu ile hiçbir ilgisi yoktur, M2 faktörü ise lazer dalga boyu ile ilgilidir.
M² faktörünün değeri, gerçek verilerin ideal verilere oranı anlamına gelen 1'e sonsuz yakındır.Gerçek veriler ideal verilere yakın olduğunda ışın kalitesi daha iyidir.
1070nm dalga boyuna sahip bir fiber lazer için ideal parametreler şöyle olmalıdır:
Fiber lazer BPP veya M2 olduğundaparametrebu değere yaklaştıkça ışın kalitesi daha iyi ve karşılık gelen sapma açısı daha küçüktür.
Işın kalitesi nasıl belirlenir
Genellikle, lazerin ışın kalitesini ölçmek için bir ışın analizörü kullanırız, analizörün optik yola göre hareket etmesine izin veririz ve ışın bel boyutunu, konumunu ve sapma açısını belirlemek için çoklu konumlarda X, Y ve Z bilgilerini toplarız. ve Rayleigh uzunluğunu ve BPP veya M2'yi hesaplayın.
Yaygın olarak kullanılan bıçak kenarı yöntemi ve yarık yöntemidir.İkisinin fikirleri temel olarak aynıdır, yani ışını taramak için bir bıçak ucu veya yarık kullanın, bir bölümün ışık alanı dağılımını ölçün ve haritalayın ve ardından ışık alanını ölçmek ve haritalamak için yukarı ve aşağı hareket edin. farklı mesafelerSon olarak, üç boyutlu ışık alanı dağılımı elde edilir.
▲ Bıçak ağzı yöntemi
▲ Yarık yöntemi
Işın kalitesinin testi genellikle daha karmaşıktır.Basitçe, fiber çekirdek çapına ve sayısal açıklığa (NA) göre tahmine yaklaşabiliriz.
Bir ışık huzmesi, açı aralığı ne kadar büyük olursa olsun, yalnızca fibere kritik geliş açısı aralığında girdiğinde normal olarak iletilebilir.Bu açının (α) sinüs değeri, fiberin sayısal açıklığı NA'dır, yani fiber tarafından alınan ışığı yansıtan NA=sinα'dır.yetenek.Genel olarak yaklaşık olarak bu kabul edilebilir.
Yüksek parlaklıkta lazerler derken genellikle ne kastediyoruz?
Parlaklık (Br) Tanım: Birim alan ve birim katı açı başına güç yoğunluğu.Daha önce de belirttiğimiz gibi bir fiber lazerin çekirdek alanı
, uzak alan katı açısı
.
Yukarıdaki formüle göre, sözde yüksek parlaklığın, daha yüksek ışın kalitesine (yani, daha küçük BPP veya M) sahip olduğu anlamına geldiğini görmek zor değildir.2 ) aynı güç altında.
Yüksek parlaklıkta lazerlerde dünya lideri olarak,GW Laser Tech, 976nm yüksek parlaklıkta fiber lazerlerin araştırma ve geliştirilmesine odaklanarak fiber lazerlerin geliştirme trendine öncülük ediyor.
Guanghui Lazerbekar-mod 10μmlimit fiber çıkış lazeri, M2<1,1 ve 50kw 100μm fiber lazer, fiziksel sınıra yakın bir enerji yoğunluğuna sahiptir.
Geleneksel 100μm çekirdek çaplı tek modlu 4kW lazer M2<1,3, çok modlu 12kW lazer BPP<4.
▲ Guanghui lazer YLPS serisi tek modül 4KW lazer
▲ Guanghui Lazer YLPM serisi çok modüllü 20KW lazer
5
Yüksek parlaklığın önemi ve avantajları
Son yıllarda, yüksek güçlü lazerler yavaş yavaş pazardaki ana güç haline geliyor ve fiber lazerler de daha yüksek güce doğru ilerliyor.12KW lazerler, ana akım lazer üreticilerinin standart konfigürasyonu haline geldi.Geçen yıl, Guanghui Laser'in 20KW lazer satışları önemli ölçüde arttı;şu anda 40KW lazerler yavaş yavaş gönderilmeye başlıyor.
Mevcut yüksek güçlü fiber lazerlerin çoğu çoklu modüllerden oluşur, yani çoklu lazer modüllerinin ışık çıkışı, çıkış için tek bir fiber optikte birleştirilir.Tek bir lazer modülünün çıkış fiber çekirdeği ile karşılaştırıldığında, çoklu modüller Birleşik çıkış fiber çekirdek çapı daha büyüktür ve buna bağlı olarak ışın kalitesi daha düşüktür.
Işın kalitesi göz ardı edilirse güç ne kadar yüksek olursa olsun çok modüllü ışın birleştirme şeması ile gerçekleştirilebilir.Bununla birlikte, teknolojik ilerleme ve endüstriyel yükseltme ile, imalat endüstrisi kademeli olarak yüksek teknolojiye doğru ilerleyecek ve bu da lazerler için kaçınılmaz olarak daha yüksek ve daha yüksek gereksinimler ortaya çıkaracak, sadece güç artışını tatmin etmekle kalmayacak, aynı zamanda parlaklığın iyileştirilmesine daha fazla dikkat edecektir. .Parlaklığa dikkat etmeden sadece gücü artıran o yüksek güçlü lazerler kısa sürede piyasadan silinecek.
Kuruluşundan bu yana GW Laser Techyüksek parlaklıkta lazerlerin araştırılması ve geliştirilmesine kendini adamıştır ve gücü ve parlaklığı eşit şekilde artıracaktır.Tek lazer modülü teknolojisi, fiber füzyon birleştirme ve ışın birleştirme şemalarının optimizasyonu sayesinde, lazer parlaklığı daha da iyileştirildi.Aynı güç koşullarında, aynı optik sistemle kolimasyon ve odaklamadan sonra, odak noktasındaki nokta daha küçüktür ve enerji yoğunluğu daha yüksektir.Bu, lazer işleme uygulamalarında doğrudan kendini gösterir: aynı güç altında işlem hızı daha hızlıdır;aynı işlem hızında gerekli güç daha küçüktür.
Örnek olarak GW Laser'in YLPM serisi 20KW lazer kesimini ele alalım.Aynı güçteki diğer lazerlerle karşılaştırıldığında, kesme hızı daha yüksektir ve bu avantaj özellikle yüksek yansımalı malzemelerin kesilmesinde belirgindir.
Yüksek parlaklıkta lazerler, lazer endüstrisinin gelişimi için önemli bir yöndür.Mevcut yüksek güçlü lazer pazarı bariz bir homojenlik göstermiştir ve büyük lazer üreticileri bindirilmiş güç yönünde ilerlemektedir.
GWLazersadece lazer gücünün arttırılmasını önemsemez, aynı zamanda lazer parlaklığının iyileştirilmesine de daha fazla önem verir.Gelecekte, lazerin daha iyi ışın kalitesine ve işleme performansına sahip olması ve müşterilerin işleme verimliliğini artırmasına yardımcı olması için yüksek parlaklık yönünde araştırmaya devam edeceğiz.
Gönderim zamanı: 21 Aralık 2022