1. làser de disc
La proposta del concepte de disseny del làser de disc va resoldre eficaçment el problema de l'efecte tèrmic dels làsers d'estat sòlid i va aconseguir la combinació perfecta d'alta potència mitjana, alta potència màxima, alta eficiència i alta qualitat de feix dels làsers d'estat sòlid. Els làsers de disc s'han convertit en una nova font de llum làser irreemplaçable per al processament en els camps de l'automòbil, els vaixells, els ferrocarrils, l'aviació, l'energia i altres camps. L'actual tecnologia làser de disc d'alta potència té una potència màxima de 16 quilowatts i una qualitat de feix de 8 mm mil·liradians, cosa que permet la soldadura remota amb làser robotitzat i el tall d'alta velocitat amb làser de gran format, obrint àmplies perspectives per als làsers d'estat sòlid en el camp de...processament làser d'alta potènciaMercat d'aplicacions.
Avantatges dels làsers de disc:
1. Estructura modular
El làser de disc adopta una estructura modular, i cada mòdul es pot substituir ràpidament in situ. El sistema de refrigeració i el sistema de guia de llum estan integrats amb la font làser, amb una estructura compacta, una petjada petita i una instal·lació i depuració ràpides.
2. Excel·lent qualitat de feix i estandarditzada
Tots els làsers de disc TRUMPF de més de 2 kW tenen un producte de paràmetres de feix (BPP) estandarditzat a 8 mm/mrad. El làser és invariant als canvis en el mode de funcionament i és compatible amb totes les òptiques TRUMPF.
3. Com que la mida del punt del làser de disc és gran, la densitat de potència òptica que suporta cada element òptic és petita.
El llindar de dany del recobriment de l'element òptic sol ser d'uns 500 MW/cm2, i el llindar de dany del quars és de 2-3 GW/cm2. La densitat de potència a la cavitat ressonant del làser de disc TRUMPF sol ser inferior a 0,5 MW/cm2, i la densitat de potència a la fibra d'acoblament és inferior a 30 MW/cm2. Aquesta baixa densitat de potència no causarà danys als components òptics ni produirà efectes no lineals, garantint així la fiabilitat operativa.
4. Adopta un sistema de control de retroalimentació en temps real de potència làser.
El sistema de control de retroalimentació en temps real pot mantenir estable la potència que arriba a la peça en T, i els resultats del processament tenen una repetibilitat excel·lent. El temps de preescalfament del làser de disc és gairebé zero i el rang de potència ajustable és de l'1% al 100%. Com que el làser de disc resol completament el problema de l'efecte de lent tèrmica, la potència del làser, la mida del punt i l'angle de divergència del feix són estables dins de tot el rang de potència i el front d'ona del feix no pateix distorsió.
5. La fibra òptica es pot connectar i utilitzar mentre el làser continua funcionant.
Quan falla una determinada fibra òptica, en substituir-la, només cal tancar la ruta òptica de la fibra sense apagar-la, i les altres fibres òptiques poden continuar emetent llum làser. La substitució de la fibra òptica és fàcil d'operar, connectar i utilitzar, sense eines ni ajustaments d'alineació. Hi ha un dispositiu a prova de pols a l'entrada del carrer per evitar estrictament que la pols entri a la zona del component òptic.
6. Segur i fiable
Durant el processament, fins i tot si l'emissivitat del material que s'està processant és tan alta que la llum làser es reflecteix de nou al làser, no tindrà cap efecte sobre el làser en si ni sobre l'efecte del processament, i no hi haurà restriccions sobre el processament del material o la longitud de la fibra. La seguretat del funcionament del làser ha rebut el certificat de seguretat alemany.
7. El mòdul de díodes de bombament és més senzill i ràpid
La matriu de díodes muntada al mòdul de bombament també és de construcció modular. Els mòduls de matriu de díodes tenen una llarga vida útil i tenen una garantia de 3 anys o 20.000 hores. No cal temps d'inactivitat, tant si es tracta d'una substitució planificada com d'una substitució immediata a causa d'una fallada sobtada. Quan un mòdul falla, el sistema de control emetrà una alarma i augmentarà automàticament el corrent dels altres mòduls adequadament per mantenir constant la potència de sortida del làser. L'usuari pot continuar treballant durant deu o fins i tot desenes d'hores. La substitució dels mòduls de díodes de bombament al lloc de producció és molt senzilla i no requereix formació d'operadors.
Els làsers de fibra, com altres làsers, es componen de tres parts: un medi de guany (fibra dopada) que pot generar fotons, una cavitat ressonant òptica que permet que els fotons es retroalimentin i s'amplifiquin ressonantment en el medi de guany, i una font de bombament que excita les transicions de fotons.
Característiques: 1. La fibra òptica té una alta relació "superfície/volum", un bon efecte de dissipació de calor i pot funcionar contínuament sense refredament forçat. 2. Com a medi de guia d'ones, la fibra òptica té un diàmetre de nucli petit i és propensa a una alta densitat de potència dins de la fibra. Per tant, els làsers de fibra tenen una eficiència de conversió més alta, un llindar més baix, un guany més alt i una amplada de línia més estreta, i són diferents de la fibra òptica. La pèrdua d'acoblament és petita. 3. Com que les fibres òptiques tenen bona flexibilitat, els làsers de fibra són petits i flexibles, d'estructura compacta, rendibles i fàcils d'integrar en sistemes. 4. La fibra òptica també té força paràmetres ajustables i selectivitat, i pot obtenir un rang d'afinació força ampli, bona dispersió i estabilitat.
Classificació del làser de fibra:
1. Làser de fibra dopada amb terres rares
2. Elements de terres rares dopats en fibres òptiques actives actualment relativament madures: erbi, neodimi, praseodimi, tuli i iterbi.
3. Resum del làser de dispersió Raman estimulat per fibra: El làser de fibra és essencialment un convertidor de longitud d'ona que pot convertir la longitud d'ona de la bomba en llum d'una longitud d'ona específica i emetre-la en forma de làser. Des d'un punt de vista físic, el principi de generar l'amplificació de la llum és proporcionar al material de treball llum d'una longitud d'ona que pugui absorbir, de manera que el material de treball pugui absorbir energia de manera efectiva i activar-se. Per tant, depenent del material de dopatge, la longitud d'ona d'absorció corresponent també és diferent, i els requisits de la bomba per a la longitud d'ona de la llum també són diferents.
2.3 Làser semiconductor
El làser semiconductor es va excitar amb èxit el 1962 i va aconseguir una sortida contínua a temperatura ambient el 1970. Més tard, després de les millores, es van desenvolupar làsers de doble heterojunció i díodes làser amb estructura de franja (díodes làser), que s'utilitzen àmpliament en comunicacions de fibra òptica, discs òptics, impressores làser, escàners làser i punters làser (punters làser). Actualment són els làsers més produïts. Els avantatges dels díodes làser són: alta eficiència, mida petita, pes lleuger i baix preu. En particular, l'eficiència del tipus de pou quàntic múltiple és del 20 al 40%, i el tipus PN també arriba a diversos 15% al 25%. En resum, l'alta eficiència energètica és la seva característica més important. A més, la seva longitud d'ona de sortida contínua cobreix el rang des de l'infraroig fins a la llum visible, i també s'han comercialitzat productes amb una sortida d'impuls òptic de fins a 50 W (amplada d'impuls 100 ns). És un exemple d'un làser que és molt fàcil d'utilitzar com a lidar o font de llum d'excitació. Segons la teoria de bandes d'energia dels sòlids, els nivells d'energia dels electrons en els materials semiconductors formen bandes d'energia. La d'alta energia és la banda de conducció, la de baixa energia és la banda de valència i les dues bandes estan separades per la banda prohibida. Quan els parells electró-forat fora de l'equilibri introduïts al semiconductor es recombinen, l'energia alliberada s'irradia en forma de luminescència, que és la luminescència de recombinació dels portadors.
Avantatges dels làsers semiconductors: mida petita, pes lleuger, funcionament fiable, baix consum d'energia, alta eficiència, etc.
2.4làser YAG
El làser YAG, un tipus de làser, és una matriu làser amb excel·lents propietats completes (òptiques, mecàniques i tèrmiques). Com altres làsers sòlids, els components bàsics dels làsers YAG són el material de treball del làser, la font de bombament i la cavitat ressonant. Tanmateix, a causa dels diferents tipus d'ions activats dopats al cristall, les diferents fonts de bombament i mètodes de bombament, les diferents estructures de la cavitat ressonant utilitzades i altres dispositius estructurals funcionals utilitzats, els làsers YAG es poden dividir en molts tipus. Per exemple, segons la forma d'ona de sortida, es pot dividir en làser YAG d'ona contínua, làser YAG de freqüència repetida i làser de pols, etc.; segons la longitud d'ona de funcionament, es pot dividir en làser YAG d'1,06 μm, làser YAG de freqüència duplicada, làser YAG de freqüència desplaçada Raman i làser YAG sintonitzable, etc.; segons el dopatge, els diferents tipus de làsers es poden dividir en làsers Nd:YAG, làsers YAG dopats amb Ho, Tm, Er, etc.; segons la forma del cristall, es divideixen en làsers YAG en forma de vareta i en forma de llosa; Segons les diferents potències de sortida, es poden dividir en alta potència i petita i mitjana potència. Làser YAG, etc.
La màquina de tall làser YAG sòlid expandeix, reflecteix i enfoca el feix làser pulsat amb una longitud d'ona de 1064 nm, i després irradia i escalfa la superfície del material. La calor superficial es difon a l'interior a través de la conducció tèrmica, i l'amplada, l'energia, la potència màxima i la repetició del pols làser es controlen digitalment amb precisió. La freqüència i altres paràmetres poden fondre, vaporitzar i evaporar instantàniament el material, aconseguint així el tall, la soldadura i la perforació de trajectòries predeterminades a través del sistema CNC.
Característiques: Aquesta màquina té una bona qualitat de feix, alta eficiència, baix cost, estabilitat, seguretat, més precisió i alta fiabilitat. Integra funcions de tall, soldadura, perforació i altres en una sola, convertint-la en un equip de processament flexible ideal, de precisió i eficiència. Velocitat de processament ràpida, alta eficiència, bons beneficis econòmics, petites ranures rectes, superfície de tall llisa, gran relació profunditat-diàmetre i deformació tèrmica mínima de la relació aspecte-amplada, i es pot processar en diversos materials com ara durs, fràgils i tous. No hi ha cap problema de desgast o substitució d'eines en el processament, i no hi ha cap canvi mecànic. És fàcil de realitzar l'automatització. Pot realitzar el processament en condicions especials. L'eficiència de la bomba és alta, fins a un 20% aproximadament. A mesura que augmenta l'eficiència, la càrrega tèrmica del medi làser disminueix, de manera que el feix millora considerablement. Té una llarga vida útil, alta fiabilitat, mida petita i pes lleuger, i és adequada per a aplicacions de miniaturització.
Aplicació: Apte per al tall, soldadura i perforació amb làser de materials metàl·lics: com ara acer al carboni, acer inoxidable, acer d'aliatge, alumini i aliatges, coure i aliatges, titani i aliatges, aliatges de níquel-molibdè i altres materials. Àmpliament utilitzat en aviació, aeroespacial, armes, vaixells, petroquímica, medicina, instrumentació, microelectrònica, automoció i altres indústries. No només millora la qualitat del processament, sinó que també millora l'eficiència del treball; a més, el làser YAG també pot proporcionar un mètode de recerca precís i ràpid per a la recerca científica.
En comparació amb altres làsers:
1. El làser YAG pot funcionar tant en mode de pols com en mode continu. La seva sortida de pols pot obtenir polsos curts i ultracurts mitjançant la tecnologia de commutació Q i bloqueig de mode, cosa que fa que el seu rang de processament sigui més gran que el dels làsers de CO2.
2. La seva longitud d'ona de sortida és d'1,06 µm, que és exactament un ordre de magnitud més petita que la longitud d'ona del làser de CO2 de 10,06 µm, de manera que té una alta eficiència d'acoblament amb el metall i un bon rendiment de processament.
3. El làser YAG té una estructura compacta, pes lleuger, ús fàcil i fiable i requisits de manteniment baixos.
4. El làser YAG es pot acoblar amb fibra òptica. Amb l'ajuda del sistema multiplex de divisió de temps i divisió de potència, un feix làser es pot transmetre fàcilment a múltiples estacions de treball o estacions de treball remotes, cosa que facilita la flexibilitat del processament amb làser. Per tant, a l'hora de seleccionar un làser, cal tenir en compte diversos paràmetres i les pròpies necessitats reals. Només d'aquesta manera el làser pot exercir la seva màxima eficiència. Els làsers Nd:YAG pulsats proporcionats per Xinte Optoelectronics són adequats per a aplicacions industrials i científiques. Els làsers Nd:YAG pulsats fiables i estables proporcionen una sortida de pols de fins a 1,5 J a 1064 nm amb taxes de repetició de fins a 100 Hz.
Data de publicació: 17 de maig de 2024
