Laserapplikasjoner og klassifisering

1. skivelaser

Forslaget til disklaserdesignkonseptet løste effektivt problemet med termiske effekter i faststofflasere og oppnådde den perfekte kombinasjonen av høy gjennomsnittlig effekt, høy toppeffekt, høy effektivitet og høy strålekvalitet fra faststofflasere. Skivelasere har blitt en uerstattelig ny laserlyskilde for prosessering innen biler, skip, jernbaner, luftfart, energi og andre felt. Den nåværende høyeffekts-skivelaserteknologien har en maksimal effekt på 16 kilowatt og en strålekvalitet på 8 mm milliradianer, noe som muliggjør robotlasersveising og høyhastighets laserskjæring i storformat, noe som åpner for brede muligheter for faststofflasere innen...høyeffekts laserbehandlingApplikasjonsmarkedet.

Fordeler med skivelasere:

1. Modulær struktur

Skivelaseren har en modulær struktur, og hver modul kan raskt byttes ut på stedet. Kjølesystemet og lysledersystemet er integrert med laserkilden, med kompakt struktur, lite fotavtrykk og rask installasjon og feilsøking.

2. Utmerket strålekvalitet og standardisert

Alle TRUMPF-skivelasere over 2 kW har et stråleparameterprodukt (BPP) standardisert til 8 mm/mrad. Laseren er invariant for endringer i driftsmodus og er kompatibel med all TRUMPF-optikk.

3. Siden punktstørrelsen i skivelaseren er stor, er den optiske effekttettheten som hvert optisk element tåler liten.

Skadeterskelen for belegg av optiske elementer er vanligvis omtrent 500 MW/cm2, og skadeterskelen for kvarts er 2–3 GW/cm2. Effekttettheten i TRUMPF-disklaserens resonanshulrom er vanligvis mindre enn 0,5 MW/cm2, og effekttettheten på koblingsfiberen er mindre enn 30 MW/cm2. En så lav effekttetthet vil ikke forårsake skade på optiske komponenter og vil ikke produsere ikke-lineære effekter, noe som sikrer driftssikkerhet.

4. Ta i bruk laserkraftsystem for sanntids tilbakemeldingskontroll.

Kontrollsystemet med tilbakemelding i sanntid kan holde effekten som når T-stykket stabil, og behandlingsresultatene har utmerket repeterbarhet. Forvarmingstiden til skivelaseren er nesten null, og det justerbare effektområdet er 1 %–100 %. Siden skivelaseren løser problemet med termisk linseeffekt fullstendig, er lasereffekten, punktstørrelsen og stråledivergensvinkelen stabile innenfor hele effektområdet, og strålens bølgefront forvrenges ikke.

5. Den optiske fiberen kan være plug-and-play mens laseren fortsetter å kjøre.

Når en bestemt optisk fiber svikter, trenger du bare å lukke den optiske banen til den optiske fiberen uten å slå av når du bytter den optiske fiberen, og andre optiske fibre kan fortsette å sende ut laserlys. Utskifting av optisk fiber er enkel å betjene, plug-and-play, uten verktøy eller justering. Det er en støvtett enhet ved gateinngangen for å strengt forhindre at støv kommer inn i området med de optiske komponentene.

6. Sikker og pålitelig

Selv om emissiviteten til materialet som behandles er så høy at laserlys reflekteres tilbake i laseren under behandlingen, vil det ikke ha noen effekt på selve laseren eller behandlingseffekten, og det vil ikke være noen begrensninger på materialbehandling eller fiberlengde. Sikkerheten ved laserdrift har blitt tildelt det tyske sikkerhetssertifikatet.

7. Pumpediodemodulen er enklere og raskere

Diodematrikken som er montert på pumpemodulen er også modulært konstruert. Diodemodulene har lang levetid og har en garanti på 3 år eller 20 000 timer. Det kreves ingen nedetid, enten det er en planlagt utskifting eller en umiddelbar utskifting på grunn av en plutselig feil. Når en modul svikter, vil kontrollsystemet varsle og automatisk øke strømmen til andre moduler for å holde laserens utgangseffekt konstant. Brukeren kan fortsette å jobbe i ti eller til og med dusinvis av timer. Det er svært enkelt å bytte ut pumpediodemoduler på produksjonsstedet og krever ingen operatøropplæring.

2.2Fiberlaser

Fiberlasere, i likhet med andre lasere, består av tre deler: et forsterkningsmedium (dopet fiber) som kan generere fotoner, et optisk resonanskavrom som lar fotoner mates tilbake og resonant forsterkes i forsterkningsmediet, og en pumpekilde som eksiterer fotonoverganger.

Funksjoner: 1. Optisk fiber har et høyt forhold mellom "overflateareal/volum", god varmespredningseffekt og kan arbeide kontinuerlig uten tvungen kjøling. 2. Som bølgeledermedium har optisk fiber en liten kjernediameter og er utsatt for høy effekttetthet i fiberen. Derfor har fiberlasere høyere konverteringseffektivitet, lavere terskel, høyere forsterkning og smalere linjebredde, og er forskjellige fra optisk fiber. Koplingstapet er lite. 3. Fordi optiske fibre har god fleksibilitet, er fiberlasere små og fleksible, kompakte i struktur, kostnadseffektive og enkle å integrere i systemer. 4. Optisk fiber har også ganske mange justerbare parametere og selektivitet, og kan oppnå et ganske bredt innstillingsområde, god spredning og stabilitet.

Fiberlaserklassifisering:

1. Fiberlaser dopet med sjeldne jordarter

2. Sjeldne jordartsmetaller dopet i for tiden relativt modne aktive optiske fibre: erbium, neodym, praseodym, tulium og ytterbium.

3. Sammendrag av fiberstimulert Raman-spredningslaser: Fiberlaser er i hovedsak en bølgelengdeomformer som kan konvertere pumpebølgelengden til lys med en spesifikk bølgelengde og sende den ut i form av en laser. Fra et fysisk synspunkt er prinsippet for å generere lysforsterkning å forsyne arbeidsmaterialet med lys med en bølgelengde det kan absorbere, slik at arbeidsmaterialet effektivt kan absorbere energi og aktiveres. Derfor, avhengig av dopingmaterialet, er den tilsvarende absorpsjonsbølgelengden også forskjellig, og pumpens krav til lysets bølgelengde er også forskjellige.

2.3 Halvlederlaser

Halvlederlasere ble vellykket eksitert i 1962 og oppnådde kontinuerlig utgang ved romtemperatur i 1970. Senere, etter forbedringer, ble doble heterojunksjonslasere og stripestrukturerte laserdioder (laserdioder) utviklet, som er mye brukt i optisk fiberkommunikasjon, optiske plater, laserskrivere, laserskannere og laserpekere (laserpekere). De er for tiden den mest produserte laseren. Fordelene med laserdioder er: høy effektivitet, liten størrelse, lett vekt og lav pris. Spesielt er effektiviteten til flerkvantebrønntypen 20~40%, og PN-typen når også flere 15%~25%. Kort sagt, høy energieffektivitet er dens største egenskap. I tillegg dekker den kontinuerlige utgangsbølgelengden området fra infrarødt til synlig lys, og produkter med optisk pulsutgang opptil 50W (pulsbredde 100ns) har også blitt kommersialisert. Det er et eksempel på en laser som er veldig enkel å bruke som en lidar eller eksitasjonslyskilde. I følge energibåndteorien for faste stoffer danner energinivåene til elektroner i halvledermaterialer energibånd. Høyenergibåndet er ledningsbåndet, lavenergibåndet er valensbåndet, og de to båndene er atskilt av det forbudte båndet. Når de ikke-likevekts elektron-hull-parene som introduseres i halvlederen rekombineres, utstråles den frigjorte energien i form av luminescens, som er rekombinasjonsluminescensen til bærere.

Fordeler med halvlederlasere: liten størrelse, lett vekt, pålitelig drift, lavt strømforbruk, høy effektivitet, etc.

2.4YAG-laser

YAG-laser, en type laser, er en lasermatrise med utmerkede omfattende egenskaper (optikk, mekanikk og termisk). I likhet med andre solide lasere er de grunnleggende komponentene i YAG-lasere laserarbeidsmateriale, pumpekilde og resonanshulrom. På grunn av forskjellige typer aktiverte ioner dopet i krystallen, forskjellige pumpekilder og pumpemetoder, forskjellige strukturer i resonanshulrommet som brukes, og andre funksjonelle strukturelle enheter som brukes, kan YAG-lasere deles inn i mange typer. For eksempel, i henhold til utgangsbølgeformen, kan den deles inn i kontinuerlig bølge YAG-laser, repetert frekvens YAG-laser og pulslaser, etc.; i henhold til driftsbølgelengden kan den deles inn i 1,06 μm YAG-laser, frekvensdoblet YAG-laser, Raman frekvensforskjøvet YAG-laser og avstembar YAG-laser, etc.; i henhold til doping Ulike typer lasere kan deles inn i Nd:YAG-lasere, YAG-lasere dopet med Ho, Tm, Er, etc.; i henhold til krystallformen er de delt inn i stavformede og plateformede YAG-lasere; I henhold til ulik utgangseffekt kan de deles inn i høy effekt og liten og middels effekt. YAG-laser, etc.

Solid YAG-laserskjæremaskinen utvider, reflekterer og fokuserer den pulserte laserstrålen med en bølgelengde på 1064 nm, og utstråler og varmer deretter opp materialets overflate. Overflatevarmen diffunderer til det indre gjennom termisk ledning, og bredden, energien, toppeffekten og repetisjonen til laserpulsen styres presist digitalt. Frekvens og andre parametere kan umiddelbart smelte, fordampe og fordampe materialet, og dermed oppnå skjæring, sveising og boring av forhåndsbestemte baner gjennom CNC-systemet.

Funksjoner: Denne maskinen har god strålekvalitet, høy effektivitet, lave kostnader, stabilitet, sikkerhet, mer presisjon og høy pålitelighet. Den integrerer skjæring, sveising, boring og andre funksjoner i ett, noe som gjør den til et ideelt presisjons- og effektivt fleksibelt prosesseringsutstyr. Rask prosesseringshastighet, høy effektivitet, gode økonomiske fordeler, små rette kantslisser, glatt skjæreflate, stort dybde-til-diameter-forhold og minimal termisk deformasjon mellom side-til-bredde-forhold, og kan bearbeides på forskjellige materialer som harde, sprø og myke. Det er ingen problemer med verktøyslitasje eller utskifting under bearbeiding, og det er ingen mekaniske endringer. Det er enkelt å realisere automatisering. Den kan realisere bearbeiding under spesielle forhold. Pumpeeffektiviteten er høy, opptil omtrent 20 %. Etter hvert som effektiviteten øker, reduseres varmebelastningen til lasermediet, slik at strålen forbedres betraktelig. Den har lang levetid, høy pålitelighet, liten størrelse og lett vekt, og er egnet for miniatyriseringsapplikasjoner.

Bruksområde: Egnet for laserskjæring, sveising og boring av metallmaterialer: som karbonstål, rustfritt stål, legert stål, aluminium og legeringer, kobber og legeringer, titan og legeringer, nikkel-molybden-legeringer og andre materialer. Mye brukt innen luftfart, romfart, våpen, skip, petrokjemisk, medisin, instrumentering, mikroelektronikk, bil og andre industrier. Ikke bare forbedres prosesseringskvaliteten, men også arbeidseffektiviteten. I tillegg kan YAG-laseren også gi en nøyaktig og rask forskningsmetode for vitenskapelig forskning.

Sammenlignet med andre lasere:

1. YAG-laseren kan fungere i både puls- og kontinuerlig modus. Pulsutgangen kan oppnå korte pulser og ultrakorte pulser gjennom Q-switching og moduslåsingsteknologi, noe som gjør behandlingsområdet større enn CO2-lasere.

2. Utgangsbølgelengden er 1,06 µm, som er nøyaktig én størrelsesorden mindre enn CO2-laserbølgelengden på 10,06 µm, så den har høy koblingseffektivitet med metall og god prosesseringsytelse.

3. YAG-laser har kompakt struktur, lett vekt, enkel og pålitelig bruk og lave vedlikeholdskrav.

4. YAG-lasere kan kobles til optisk fiber. Ved hjelp av tidsdelings- og effektdelingsmultiplekssystemer kan én laserstråle enkelt overføres til flere arbeidsstasjoner eller eksterne arbeidsstasjoner, noe som forenkler fleksibiliteten til laserbehandling. Derfor må du vurdere ulike parametere og dine egne faktiske behov når du velger en laser. Bare på denne måten kan laseren utøve sin maksimale effektivitet. Pulserende Nd:YAG-lasere levert av Xinte Optoelectronics er egnet for industrielle og vitenskapelige applikasjoner. Pålitelige og stabile pulserende Nd:YAG-lasere gir pulsutgang på opptil 1,5 J ved 1064 nm med repetisjonsfrekvenser på opptil 100 Hz.