Εφαρμογές και ταξινόμηση λέιζερ

1.δισκολέιζερ

Η πρόταση της ιδέας σχεδιασμού Disk Laser έλυσε αποτελεσματικά το πρόβλημα θερμικής επίδρασης των λέιζερ στερεάς κατάστασης και πέτυχε τον τέλειο συνδυασμό υψηλής μέσης ισχύος, υψηλής ισχύος αιχμής, υψηλής απόδοσης και ποιότητας υψηλής δέσμης λέιζερ στερεάς κατάστασης. Τα λέιζερ δίσκου έχουν γίνει μια αναντικατάστατη νέα πηγή φωτός λέιζερ για επεξεργασία στους τομείς των αυτοκινήτων, των πλοίων, των σιδηροδρόμων, της αεροπορίας, της ενέργειας και άλλων τομέων. Η τρέχουσα τεχνολογία λέιζερ δίσκων υψηλής ισχύος έχει μέγιστη ισχύ 16 κιλοβάτ και ποιότητα δέσμης 8 χιλιοστών ακτίνων, η οποία επιτρέπει την απομακρυσμένη συγκόλληση με λέιζερ ρομπότ και την κοπή λέιζερ μεγάλου μεγέθους, ανοίγοντας ευρείες προοπτικές για λέιζερ στερεάς κατάστασης σε το πεδίο τουεπεξεργασία λέιζερ υψηλής ισχύος. Αγορά εφαρμογών.

Πλεονεκτήματα των δισκολέιζερ:

1. Αρθρωτή δομή

Το λέιζερ δίσκου υιοθετεί μια αρθρωτή δομή και κάθε μονάδα μπορεί να αντικατασταθεί γρήγορα επί τόπου. Το σύστημα ψύξης και το σύστημα οδηγού φωτός είναι ενσωματωμένα με την πηγή λέιζερ, με συμπαγή δομή, μικρό αποτύπωμα και γρήγορη εγκατάσταση και εντοπισμό σφαλμάτων.

2. Άριστη ποιότητα δοκού και τυποποιημένη

Όλα τα λέιζερ δίσκων TRUMPF άνω των 2 kW έχουν προϊόν παραμέτρου δέσμης (BPP) τυποποιημένο στα 8 mm/mrad. Το λέιζερ είναι αμετάβλητο στις αλλαγές στον τρόπο λειτουργίας και είναι συμβατό με όλα τα οπτικά TRUMPF.

3. Δεδομένου ότι το μέγεθος κηλίδας στο λέιζερ δίσκου είναι μεγάλο, η πυκνότητα οπτικής ισχύος που υπομένει κάθε οπτικό στοιχείο είναι μικρή.

Το κατώφλι ζημιάς της επίστρωσης οπτικού στοιχείου είναι συνήθως περίπου 500 MW/cm2 και το όριο βλάβης του χαλαζία είναι 2-3 GW/cm2. Η πυκνότητα ισχύος στην κοιλότητα συντονισμού λέιζερ δίσκου TRUMPF είναι συνήθως μικρότερη από 0,5 MW/cm2 και η πυκνότητα ισχύος στην ίνα σύζευξης είναι μικρότερη από 30 MW/cm2. Μια τέτοια χαμηλή πυκνότητα ισχύος δεν θα προκαλέσει ζημιά στα οπτικά εξαρτήματα και δεν θα παράγει μη γραμμικά φαινόμενα, εξασφαλίζοντας έτσι λειτουργική αξιοπιστία.

4. Υιοθετήστε σύστημα ελέγχου ανάδρασης σε πραγματικό χρόνο ισχύος λέιζερ.

Το σύστημα ελέγχου ανάδρασης σε πραγματικό χρόνο μπορεί να διατηρήσει σταθερή την ισχύ που φτάνει στο κομμάτι T και τα αποτελέσματα επεξεργασίας έχουν εξαιρετική επαναληψιμότητα. Ο χρόνος προθέρμανσης του λέιζερ δίσκου είναι σχεδόν μηδενικός και το ρυθμιζόμενο εύρος ισχύος είναι 1%–100%. Δεδομένου ότι το λέιζερ δίσκου λύνει πλήρως το πρόβλημα του θερμικού φαινομένου του φακού, η ισχύς λέιζερ, το μέγεθος του σημείου και η γωνία απόκλισης δέσμης είναι σταθερά σε όλο το εύρος ισχύος και το μέτωπο κύματος της δέσμης δεν υφίσταται παραμόρφωση.

5. Η οπτική ίνα μπορεί να είναι plug-and-play ενώ το λέιζερ συνεχίζει να λειτουργεί.

Όταν μια συγκεκριμένη οπτική ίνα αποτύχει, κατά την αντικατάσταση της οπτικής ίνας, χρειάζεται μόνο να κλείσετε την οπτική διαδρομή της οπτικής ίνας χωρίς να τερματιστεί η λειτουργία της και άλλες οπτικές ίνες μπορούν να συνεχίσουν να εξάγουν φως λέιζερ. Η αντικατάσταση οπτικών ινών είναι εύκολη στη χρήση, στην τοποθέτηση και την αναπαραγωγή, χωρίς εργαλεία ή ρύθμιση ευθυγράμμισης. Υπάρχει μια συσκευή προστασίας από τη σκόνη στην είσοδο του δρόμου για την αυστηρή αποτροπή της εισόδου σκόνης στην περιοχή των οπτικών εξαρτημάτων.

6. Ασφαλές και αξιόπιστο

Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, ακόμη και αν η εκπομπή του υλικού που υποβάλλεται σε επεξεργασία είναι τόσο υψηλή ώστε το φως του λέιζερ να ανακλάται πίσω στο λέιζερ, δεν θα έχει καμία επίδραση στο ίδιο το λέιζερ ή στο αποτέλεσμα επεξεργασίας και δεν θα υπάρχουν περιορισμοί στην επεξεργασία υλικού ή μήκος ινών. Η ασφάλεια της λειτουργίας λέιζερ έχει απονεμηθεί το γερμανικό πιστοποιητικό ασφαλείας.

7. Η μονάδα διόδου άντλησης είναι απλούστερη και ταχύτερη

Η διάταξη διόδων που είναι τοποθετημένη στη μονάδα άντλησης είναι επίσης αρθρωτής κατασκευής. Οι μονάδες συστοιχίας διόδων έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και έχουν εγγύηση για 3 χρόνια ή 20.000 ώρες. Δεν απαιτείται χρόνος διακοπής λειτουργίας είτε πρόκειται για προγραμματισμένη αντικατάσταση είτε για άμεση αντικατάσταση λόγω ξαφνικής βλάβης. Όταν μια μονάδα αποτύχει, το σύστημα ελέγχου θα συναγερμό και θα αυξήσει αυτόματα το ρεύμα άλλων μονάδων κατάλληλα για να διατηρήσει σταθερή την ισχύ εξόδου λέιζερ. Ο χρήστης μπορεί να συνεχίσει να εργάζεται για δέκα ή και δεκάδες ώρες. Η αντικατάσταση των μονάδων διόδων άντλησης στο εργοτάξιο παραγωγής είναι πολύ απλή και δεν απαιτεί εκπαίδευση χειριστή.

2.2Λέιζερ ινών

Τα λέιζερ ινών, όπως και άλλα λέιζερ, αποτελούνται από τρία μέρη: ένα μέσο κέρδους (εντοπισμένη ίνα) που μπορεί να δημιουργήσει φωτόνια, μια κοιλότητα οπτικού συντονισμού που επιτρέπει στα φωτόνια να ανατροφοδοτούνται και να ενισχύονται συντονισμένα στο μέσο απολαβής και μια πηγή αντλίας που διεγείρει μεταπτώσεις φωτονίων.

Χαρακτηριστικά: 1. Η οπτική ίνα έχει υψηλή αναλογία «εμβαδού επιφάνειας/όγκου», καλή επίδραση απαγωγής θερμότητας και μπορεί να λειτουργεί συνεχώς χωρίς αναγκαστική ψύξη. 2. Ως μέσο κυματοδηγού, η οπτική ίνα έχει μικρή διάμετρο πυρήνα και είναι επιρρεπής σε υψηλή πυκνότητα ισχύος εντός της ίνας. Επομένως, τα λέιζερ ινών έχουν υψηλότερη απόδοση μετατροπής, χαμηλότερο όριο, υψηλότερο κέρδος και στενότερο πλάτος γραμμής και διαφέρουν από τις οπτικές ίνες. Η απώλεια σύζευξης είναι μικρή. 3. Επειδή οι οπτικές ίνες έχουν καλή ευελιξία, τα λέιζερ ινών είναι μικρά και εύκαμπτα, συμπαγή στη δομή, οικονομικά αποδοτικά και εύκολο να ενσωματωθούν σε συστήματα. 4. Η οπτική ίνα έχει επίσης πολλές συντονίσιμες παραμέτρους και επιλεκτικότητα και μπορεί να αποκτήσει αρκετά μεγάλο εύρος συντονισμού, καλή διασπορά και σταθερότητα.

Ταξινόμηση λέιζερ ινών:

1. Λέιζερ ινών με ντόπινγκ σπανίων γαιών

2. Στοιχεία σπάνιων γαιών που έχουν προστεθεί σε σχετικά ώριμες ενεργές οπτικές ίνες: έρβιο, νεοδύμιο, πρασεοδύμιο, θούλιο και υττέρβιο.

3. Σύνοψη του λέιζερ σκέδασης Raman που διεγείρεται από ίνες: Το λέιζερ ινών είναι ουσιαστικά ένας μετατροπέας μήκους κύματος, ο οποίος μπορεί να μετατρέψει το μήκος κύματος της αντλίας σε φως συγκεκριμένου μήκους κύματος και να το εξάγει με τη μορφή λέιζερ. Από φυσική άποψη, η αρχή της δημιουργίας ενίσχυσης φωτός είναι να παρέχει στο υλικό εργασίας φως μήκους κύματος που μπορεί να απορροφήσει, έτσι ώστε το υλικό εργασίας να απορροφά αποτελεσματικά ενέργεια και να ενεργοποιείται. Επομένως, ανάλογα με το υλικό ντόπινγκ, το αντίστοιχο μήκος κύματος απορρόφησης είναι επίσης διαφορετικό και η αντλία Οι απαιτήσεις για μήκος κύματος φωτός είναι επίσης διαφορετικές.

2.3 Λέιζερ ημιαγωγών

Το λέιζερ ημιαγωγών ενθουσιάστηκε με επιτυχία το 1962 και πέτυχε συνεχή έξοδο σε θερμοκρασία δωματίου το 1970. Αργότερα, μετά από βελτιώσεις, αναπτύχθηκαν λέιζερ διπλής ετεροσύνδεσης και δίοδοι λέιζερ με δομή λωρίδας (Laser diodes), τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως σε επικοινωνίες οπτικών ινών, οπτικούς δίσκους, εκτυπωτές λέιζερ, σαρωτές λέιζερ και δείκτες λέιζερ (δείκτες λέιζερ). Αυτή τη στιγμή είναι τα πιο παραγόμενα λέιζερ. Τα πλεονεκτήματα των διόδων λέιζερ είναι: υψηλή απόδοση, μικρό μέγεθος, μικρό βάρος και χαμηλή τιμή. Συγκεκριμένα, η απόδοση του τύπου πολλαπλών κβαντικών φρεατίων είναι 20~40%, και ο τύπος PN φτάνει επίσης αρκετά 15%~25%. Εν ολίγοις, η υψηλή ενεργειακή απόδοση είναι το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό του. Επιπλέον, το συνεχές μήκος κύματος εξόδου του καλύπτει το εύρος από το υπέρυθρο έως το ορατό φως και έχουν επίσης διατεθεί στο εμπόριο προϊόντα με έξοδο οπτικού παλμού έως 50 W (πλάτος παλμού 100ns). Είναι ένα παράδειγμα λέιζερ που είναι πολύ εύκολο στη χρήση ως πηγή φωτός lidar ή διέγερσης. Σύμφωνα με τη θεωρία της ενεργειακής ζώνης των στερεών, τα ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων στα ημιαγωγικά υλικά σχηματίζουν ενεργειακές ζώνες. Η υψηλής ενέργειας είναι η ζώνη αγωγιμότητας, η χαμηλής ενέργειας είναι η ζώνη σθένους και οι δύο ζώνες χωρίζονται από την απαγορευμένη ζώνη. Όταν τα ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών μη ισορροπίας που εισάγονται στον ημιαγωγό ανασυνδυάζονται, η απελευθερωμένη ενέργεια ακτινοβολείται με τη μορφή φωταύγειας, που είναι η ανασυνδυαστική φωταύγεια των φορέων.

Πλεονεκτήματα των λέιζερ ημιαγωγών: μικρό μέγεθος, μικρό βάρος, αξιόπιστη λειτουργία, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, υψηλή απόδοση κ.λπ.

2.4YAG laser

Το λέιζερ YAG, ένας τύπος λέιζερ, είναι μια μήτρα λέιζερ με εξαιρετικές περιεκτικές ιδιότητες (οπτική, μηχανική και θερμική). Όπως και άλλα στερεά λέιζερ, τα βασικά συστατικά των λέιζερ YAG είναι το υλικό εργασίας με λέιζερ, η πηγή αντλίας και η κοιλότητα συντονισμού. Ωστόσο, λόγω διαφορετικών τύπων ενεργοποιημένων ιόντων που έχουν προστεθεί στον κρύσταλλο, διαφορετικών πηγών αντλίας και μεθόδων άντλησης, διαφορετικών δομών της χρησιμοποιούμενης κοιλότητας συντονισμού και άλλων λειτουργικών δομικών συσκευών που χρησιμοποιούνται, τα λέιζερ YAG μπορούν να χωριστούν σε πολλούς τύπους. Για παράδειγμα, σύμφωνα με την κυματομορφή εξόδου, μπορεί να χωριστεί σε λέιζερ YAG συνεχούς κύματος, λέιζερ YAG επαναλαμβανόμενης συχνότητας και λέιζερ παλμών κ.λπ. ανάλογα με το μήκος κύματος λειτουργίας, μπορεί να διαιρεθεί σε λέιζερ YAG 1,06μm, λέιζερ διπλασιασμένης συχνότητας YAG, λέιζερ με μετατόπιση συχνότητας Raman και λέιζερ συντονισμού YAG κ.λπ. ανάλογα με το ντόπινγκ Διαφορετικοί τύποι λέιζερ μπορούν να χωριστούν σε λέιζερ Nd:YAG, λέιζερ YAG ντοπαρισμένα με Ho, Tm, Er, κ.λπ. ανάλογα με το σχήμα του κρυστάλλου, χωρίζονται σε λέιζερ YAG σε σχήμα ράβδου και σε σχήμα πλάκας. ανάλογα με τις διαφορετικές ισχύς εξόδου, μπορούν να χωριστούν σε υψηλής ισχύος και μικρής και μεσαίας ισχύος. YAG laser κ.λπ.

Η συμπαγής μηχανή κοπής λέιζερ YAG διαστέλλει, ανακλά και εστιάζει την παλμική δέσμη λέιζερ με μήκος κύματος 1064 nm, στη συνέχεια ακτινοβολεί και θερμαίνει την επιφάνεια του υλικού. Η θερμότητα της επιφάνειας διαχέεται στο εσωτερικό μέσω της θερμικής αγωγιμότητας και το πλάτος, η ενέργεια, η μέγιστη ισχύς και η επανάληψη του παλμού λέιζερ ελέγχονται με ακρίβεια ψηφιακά. Η συχνότητα και άλλες παράμετροι μπορούν να λιώσουν, να εξατμίσουν και να εξατμίσουν αμέσως το υλικό, επιτυγχάνοντας έτσι κοπή, συγκόλληση και διάτρηση προκαθορισμένων τροχιών μέσω του συστήματος CNC.

Χαρακτηριστικά: Αυτό το μηχάνημα έχει καλή ποιότητα δέσμης, υψηλή απόδοση, χαμηλό κόστος, σταθερότητα, ασφάλεια, μεγαλύτερη ακρίβεια και υψηλή αξιοπιστία. Ενσωματώνει τις λειτουργίες κοπής, συγκόλλησης, διάτρησης και άλλες λειτουργίες σε ένα, καθιστώντας το έναν ιδανικό ακριβή και αποτελεσματικό ευέλικτο εξοπλισμό επεξεργασίας. Γρήγορη ταχύτητα επεξεργασίας, υψηλή απόδοση, καλά οικονομικά οφέλη, μικρές ευθείες σχισμές άκρων, λεία επιφάνεια κοπής, μεγάλη αναλογία βάθους προς διάμετρο και ελάχιστη θερμική παραμόρφωση αναλογίας διαστάσεων προς πλάτος και μπορεί να υποστεί επεξεργασία σε διάφορα υλικά όπως σκληρά, εύθραυστα και μαλακό. Δεν υπάρχει πρόβλημα φθοράς ή αντικατάστασης του εργαλείου κατά την επεξεργασία, και δεν υπάρχει μηχανική αλλαγή. Είναι εύκολο να πραγματοποιήσεις την αυτοματοποίηση. Μπορεί να πραγματοποιήσει επεξεργασία υπό ειδικές συνθήκες. Η απόδοση της αντλίας είναι υψηλή, έως περίπου 20%. Καθώς αυξάνεται η απόδοση, το θερμικό φορτίο του μέσου λέιζερ μειώνεται, επομένως η δέσμη βελτιώνεται σημαντικά. Έχει μεγάλη διάρκεια ζωής, υψηλή αξιοπιστία, μικρό μέγεθος και μικρό βάρος και είναι κατάλληλο για εφαρμογές μικρογραφίας.

Εφαρμογή: Κατάλληλο για κοπή με λέιζερ, συγκόλληση και διάτρηση μεταλλικών υλικών: όπως ανθρακούχο χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα, κράμα χάλυβα, αλουμίνιο και κράματα, χαλκό και κράματα, τιτάνιο και κράματα, κράματα νικελίου-μολυβδαινίου και άλλα υλικά. Χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροπορία, την αεροδιαστημική, τα όπλα, τα πλοία, τα πετροχημικά, την ιατρική, τα όργανα, τη μικροηλεκτρονική, την αυτοκινητοβιομηχανία και άλλες βιομηχανίες. Όχι μόνο βελτιώνεται η ποιότητα επεξεργασίας, αλλά βελτιώνεται και η αποδοτικότητα της εργασίας. Επιπλέον, το λέιζερ YAG μπορεί επίσης να παρέχει μια ακριβή και γρήγορη μέθοδο έρευνας για επιστημονική έρευνα.

Σε σύγκριση με άλλα λέιζερ:

1. Το λέιζερ YAG μπορεί να λειτουργήσει τόσο σε παλμική όσο και σε συνεχή λειτουργία. Η έξοδος παλμών του μπορεί να λάβει βραχείς παλμούς και εξαιρετικά βραχείς παλμούς μέσω της τεχνολογίας Q-switching και mode-locking, καθιστώντας έτσι το εύρος επεξεργασίας μεγαλύτερο από αυτό των λέιζερ CO2.

2. Το μήκος κύματος εξόδου του είναι 1,06um, που είναι ακριβώς μια τάξη μεγέθους μικρότερο από το μήκος κύματος λέιζερ CO2 των 10,06um, επομένως έχει υψηλή απόδοση σύζευξης με μέταλλο και καλή απόδοση επεξεργασίας.

3. Το λέιζερ YAG έχει συμπαγή δομή, μικρό βάρος, εύκολη και αξιόπιστη χρήση και χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης.

4. Το λέιζερ YAG μπορεί να συνδυαστεί με οπτική ίνα. Με τη βοήθεια του πολυπλεξικού συστήματος διαίρεσης χρόνου και διαίρεσης ισχύος, μια δέσμη λέιζερ μπορεί εύκολα να μεταδοθεί σε πολλαπλούς σταθμούς εργασίας ή απομακρυσμένους σταθμούς εργασίας, γεγονός που διευκολύνει την ευελιξία της επεξεργασίας λέιζερ. Επομένως, όταν επιλέγετε ένα λέιζερ, πρέπει να λάβετε υπόψη διάφορες παραμέτρους και τις δικές σας πραγματικές ανάγκες. Μόνο έτσι το λέιζερ μπορεί να ασκήσει τη μέγιστη απόδοση του. Τα παλμικά λέιζερ Nd:YAG που παρέχονται από την Xinte Optoelectronics είναι κατάλληλα για βιομηχανικές και επιστημονικές εφαρμογές. Τα αξιόπιστα και σταθερά παλμικά λέιζερ Nd:YAG παρέχουν παλμική έξοδο έως και 1,5 J στα 1064 nm με ρυθμούς επανάληψης έως και 100 Hz.