ο pαρχή του λέιζερ
Το λέιζερ αποτελείται από μια πηγή αντλίας, ένα μέσο κέρδους με ένα επίπεδο μεταστατικής ενέργειας και έναν αντηχείο. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το λέιζερ ινών που αντλείται από ημιαγωγό, η συγκεκριμένη διαδικασία παραγωγής λέιζερ μπορεί να χωριστεί λεπτομερώς στα ακόλουθα πέντε βήματα:
Στο πρώτο βήμα, εισάγεται το φως της αντλίας, και το λέιζερ ημιαγωγών, ως πηγή αντλίας του λέιζερ, εκπέμπει το φως της αντλίας με ένα ορισμένο πάχος και εισέρχεται στην ίνα αφού περάσει από τον συνδυασμό δέσμης.
Στο δεύτερο βήμα, το μέσο κέρδους ενεργοποιείται και η ίνα κέρδους απορροφά το φως της αντλίας ενός συγκεκριμένου μήκους κύματος, το οποίο καθιστά την ενεργειακή μετάβαση του σωματιδίου σε μεταστατική κατάσταση.
Στο τρίτο βήμα, τα φωτόνια σχηματίζονται από αυθόρμητη εκπομπή, και τα σωματίδια μεταστατικής κατάστασης μεταβαίνουν αυθόρμητα προς τα κάτω για να απελευθερώσουν ενέργεια, παράγοντας φωτόνια με διαφορετικές κατευθύνσεις και φάσεις.
Το τέταρτο βήμα είναι η πραγματοποίηση οπτικής ενίσχυσης με διεγερμένη ακτινοβολία. Τα φωτόνια που κινούνται κατά μήκος του άξονα μπορούν να κινούνται εμπρός και πίσω μεταξύ καθρεπτών (σχάρες) (τα φωτόνια που δεν τρέχουν κατά μήκος του άξονα διαφεύγουν γρήγορα) και τα φωτόνια μπορούν να δημιουργήσουν ομοιογενή φωτόνια όταν συναντούν σωματίδια υψηλής ενέργειας (μεταστατικά) στο μέσο κέρδους, έτσι ώστε επιτύχετε οπτικό αποτέλεσμα ενίσχυσης?
Το πέμπτο βήμα, η έξοδος λέιζερ, μετά την επίτευξη ορισμένων απαιτήσεων για επίτευξη συνεχούς ή παλμικής μορφής εξόδου λέιζερ.
Ταξινόμηση λέιζερ
Υπάρχουν τέσσερις κοινές ταξινομήσεις των λέιζερ: μέσο κέρδους, ισχύ εξόδου, τρόπος λειτουργίας και πλάτος παλμού.
Σύμφωνα με το μέσο κέρδους: το μέσο κέρδους του λέιζερ περιλαμβάνει αέριο, υγρό και στερεό. Το συγκεκριμένο μέσο κέρδους καθορίζει το μήκος κύματος του λέιζερ, την ισχύ εξόδου και το πεδίο εφαρμογής. Το CO 2 λέιζερ αερίου είναι αντιπροσωπευτικό στο αέριο, το λέιζερ ρουμπίνι, το λέιζερ ημιαγωγών, το λέιζερ ινών και το λέιζερ YAG είναι αντιπροσωπευτικά στο στερεό.
Σύμφωνα με την ισχύ εξόδου: μπορεί να χωριστεί σε μικρή ισχύ (0-100w), μεσαία ισχύ (100-1kw) και υψηλή ισχύ (πάνω από 1 kW). αλλά μερικές φορές ορίζεται ως μέση ισχύ εντός του εύρους 1 00-1. 5 kw. Διαφορετική ισχύ λέιζερ προσαρμόζεται σε διαφορετικά σενάρια εφαρμογής.
Σύμφωνα με τον τρόπο λειτουργίας: μπορεί να χωριστεί σε συνεχές λέιζερ και παλμικό λέιζερ. Το λέιζερ CW μπορεί να εξέρχεται συνεχώς για μεγάλο χρονικό διάστημα, με σταθερή λειτουργία και υψηλό θερμικό αποτέλεσμα. Το παλμικό λέιζερ εξέρχεται με τη μορφή παλμού, ο οποίος χαρακτηρίζεται από υψηλή ισχύ αιχμής και μικρό θερμικό αποτέλεσμα. Ανάλογα με τη διάρκεια του παλμού, το παλμικό λέιζερ μπορεί περαιτέρω να χωριστεί σε χιλιοστά του δευτερολέπτου, μικροδευτερόλεπτα, νανοδευτερόλεπτα, picoseconds και femtoseconds. Γενικά, όσο μικρότερος είναι ο χρόνος παλμού, τόσο υψηλότερη είναι η ενέργεια ενός παλμού, τόσο στενότερο είναι το πλάτος του παλμού και τόσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια επεξεργασίας.
Σύμφωνα με το μήκος κύματος εξόδου: μπορεί να χωριστεί σε υπέρυθρο λέιζερ, ορατό λέιζερ, υπεριώδες λέιζερ, κλπ. Διαφορετικές δομές υλικών μπορούν να απορροφήσουν διαφορετικό εύρος μήκους κύματος, για παράδειγμα, το μέταλλο έχει μεγαλύτερη απορρόφηση σχεδόν υπέρυθρων.
Το λέιζερ ινών έχει εξαιρετικά πλεονεκτήματα στην επεξεργασία υλικών
Το Fiber laser προωθεί την ανάπτυξη μεθόδων επεξεργασίας λέιζερ σε βάθος και βάθος. Στον παραδοσιακό τομέα, το λέιζερ υψηλής ισχύος προωθεί τη διείσδυση του εξοπλισμού λέιζερ στην κοπή, τη συγκόλληση, τη σήμανση και άλλους συνδέσμους εξοπλισμού τελευταίας τεχνολογίας, όπως η αεροδιαστημική, η μεταφορά κ.λπ. Στο αναδυόμενο πεδίο, το λέιζερ ινών διευρύνει το βάθος επεξεργασία λέιζερ και αποτελεί μια σταδιακή αγορά, που περιλαμβάνει κυρίως επεξεργασία ακριβείας σε καταναλωτικά ηλεκτρονικά είδη, φωτοβολταϊκά, μπαταρίες λιθίου, ημιαγωγούς και άλλους τομείς.
Από τεχνική άποψη, το λέιζερ ινών είναι ανώτερο από άλλα λέιζερ. Τα τεχνικά πλεονεκτήματα του λέιζερ ινών για επεξεργασία είναι: 1) καλή ποιότητα δέσμης, εύκολο στην επίτευξη υψηλής ισχύος. 2) Η μεγάλη επιφάνεια των οπτικών ινών, καλή απορρόφηση θερμότητας. 3) Η οπτική διαδρομή είναι εντελώς κλειστή, με καλή σταθερότητα, μεγάλη διάρκεια ζωής και λιγότερη συντήρηση. 4) Μικρό μέγεθος, ευέλικτη μετάδοση. 5) Το μήκος κύματος κυμαίνεται από 700 nm -2000nm, το οποίο ισχύει περισσότερο στον τομέα της επεξεργασίας υλικών.
Από την άποψη του κόστους, το laser laser έχει ένα πλεονέκτημα απόδοσης πολύ υψηλού κόστους. Συγκρίνετε το λέιζερ CO 2 :
1) Λόγω της υψηλής ποιότητας δέσμης και του υψηλού ρυθμού απορρόφησης υλικών, η ταχύτητα επεξεργασίας του λέιζερ ινών είναι ταχύτερη. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την κοπή λεπτής πλάκας, η ταχύτητα κοπής του λέιζερ ινών μπορεί να φτάσει 2-3 φορές από αυτή του λέιζερ CO 2 με την ίδια ισχύ
2) Ο ηλεκτρο-οπτικός ρυθμός μετατροπής των ινών με λέιζερ είναι πάνω από 30% και η κατανάλωση ισχύος είναι χαμηλή. Η οπτική διαδρομή του CO 2 laser&# 39 εξαρτάται πλήρως από τον ανακλαστήρα. Η οπτική διαδρομή εξασθενεί γρήγορα και η απώλεια ενέργειας είναι μεγαλύτερη. Το ηλεκτρο-οπτικό ποσοστό μετατροπής είναι κάτω από 10%.
3)Η δομή του λέιζερ ινών είναι απλή και σταθερή, η εξωτερική οπτική διαδρομή είναι χωρίς συντήρηση, ο μέσος χρόνος μεταξύ αστοχιών υπερβαίνει τις 100000 ώρες και βασικά δεν υπάρχει αναλώσιμο. Η δομή του συστήματος λέιζερ CO 2 είναι περίπλοκη, ο ανακλαστήρας και ο αντηχείας χρειάζονται τακτική συντήρηση, το κόστος αντικατάστασης ρουλεμάν στροβίλου είναι ακριβό και το κόστος συντήρησης είναι υψηλό.
Συγκρίνοντας τις κύριες παραμέτρους απόδοσης του βιομηχανικού λέιζερ kilowatt στην αγορά, σε σύγκριση με άλλα λέιζερ, το laser laser έχει τα πλεονεκτήματα της καλής ποιότητας δέσμης λέιζερ εξόδου, υψηλής πυκνότητας ενέργειας, υψηλής ηλεκτρο-οπτικής απόδοσης, εύχρηστου, ενός ευρέος φάσματος μηχανοποιήσιμων υλικών , χαμηλό συνολικό κόστος λειτουργίας, κ.λπ., οπότε χρησιμοποιείται ευρέως στη χάραξη / σήμανση, την κοπή / διάτρηση, κ.λπ., την επένδυση / συγκόλληση, την επεξεργασία επιφανειών, ταχεία πρωτότυπο και άλλα πεδία επεξεργασίας υλικών και οπτικών επικοινωνιών, γνωστά ως&». λέιζερ τρίτης γενιάς «GG», έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής.
Το λέιζερ βρίσκεται στο κέντρο της αλυσίδας βιομηχανίας λέιζερ και η Κίνα έχει γίνει η μεγαλύτερη και ταχύτερα αναπτυσσόμενη αγορά λέιζερ στον κόσμο. Το λέιζερ είναι το βασικό οπτικό στοιχείο του τερματικού εξοπλισμού λέιζερ, που βρίσκεται στην κεντρική θέση ολόκληρης της βιομηχανικής αλυσίδας. Ταυτόχρονα, από άποψη κόστους, το κόστος λέιζερ αντιπροσωπεύει περίπου 30% - 50% του συνολικού κόστους του εξοπλισμού, το οποίο είναι το πιο πολύτιμο βασικό συστατικό του εξοπλισμού λέιζερ.